燃燒學

《燃燒學》共三篇，從內容編排上分三個層次和七個章節展開。第一篇為學習燃燒學必須掌握的燃燒化學反應動力學和以動量、熱量、質量傳遞為核心的燃燒空氣動力學，這是燃燒學的理論基礎；第二篇為燃燒科學內在的基本原理和規律，着重介紹燃料着火理論，氣、油、煤燃燒過程特點；第三篇為啓迪讀者深入思考的幾個熱門科技命題：燃燒過程中NOx的生成和控制、催化燃燒，燃燒數值模擬及燃燒實驗的相似原理和模化方法等。全書各章都附有思考題和習題，有些還附有參考答案和提示，以幫助讀者理解和掌握書中的核心內容。《燃燒學》可作為高等學校動力工程與工程熱物理學科本科生教材，也可作為燃燒科技領域的研究生和工程技術人員以及廣大燃燒科學愛好者有益的參考書。 ^[1] 

徐通模，1939年11月生，西安交通大學教授、博士生導師，國家級有突出貢獻中青年專家。1961年7月畢業於西安交通大學動力機械製造系鍋爐製造專業。近50年來.一直從事熱能工程領域氣固兩相流及燃燒學科的教學和科研工作。主講燃燒學、流體力學、鍋爐原理、燃燒科學與技術的近代進展等本科及研究生課程。 ^[1] 

前言

第一篇 燃燒基礎

第一章 燃燒化學反應動力學基礎

第一節 燃燒化學反應動力學概述

第二節 燃燒化學反應速率

一、濃度

二、化學反應速率

三、基元反應與總包反應

四、質量作用定律

五、反應級數

六、基元反應的化學反應速率

七、總包反應的化學反應速率

第三節 影響化學反應速率的因素

一、温度對化學反應速率的影響阿累尼烏斯定律

二、活化能醜對化學反應速率的影響

三、壓力對化學反應速率的影響

四、反應物濃度和摩爾分數對化學反應速率的影響

五、催化作用對化學反應速率的影響

第四節 鏈式化學反應

一、鏈式反應的特點

二、不分支鏈式反應

三、分支鏈式反應

四、分支鏈式反應的孕育與爆炸特點

第五節 燃燒化學反應中的化學平衡

第六節 氮氧化物形成的化學反應機理

思考題和習題

參考文獻

第二章 燃燒空氣動力學基礎——混合與傳質

第一節 湍流的物理本質和數學描寫

一、湍流脈動

二、湍流的數學描寫——雷諾方程組

三、湍流附加應力的假定

第二節 動量、熱量和質量傳遞的比擬

一、分子運動擴散和湍流運動擴散

二、熱量交換和質量交換的比擬

第三節 湍流射流中的積分守恆條件

一、湍流自由射流的特性

二、伴隨流射流中的積分守恆條件

三、自由射流的積分守恆條件

四、“三傳”過程中普遍適用的二元微分方程組

第四節 湍流自由射流中的混合與傳質

一、湍流自由射流軸心線上參數的變化規律

二、大温差不等温自由射流的湍流混合與傳質

三、射流本身因燃燒而不斷升温情況下的混合與傳質

四、氣．固（液）兩相射流中的混合與傳質

第五節 旋轉射流中的混合與傳質

一、旋轉射流的特性

二、旋流強度及旋轉射流的流動形式

三、各種旋流器旋流強度的計算

四、旋轉射流的一些實驗研究結果介紹

第六節 鈍體射流中的混合與傳質

一、鈍體射流的流動結構

二、鈍體射流的流動特性

第七節 平行與相交射流中的混合與傳質

一、混合與傳質的動力參數條件

二、平行射流

三、相交射流

四、橫向射流

思考題和習題

參考文獻

第二篇 燃燒原理

第三章 着火理論

第一節 着火的基本概念

一、着火過程

二、着火方式與機理

三、着火條件的數學描述

第二節 熱自燃理論

一、熱自燃條件

二、熱自燃温度

三、熱白燃界限

四、熱自燃孕育期

第三節 鏈鎖白燃理論

一、鏈鎖自燃與熱自燃

二、鏈鎖自燃條件

三、鏈鎖自燃孕育期

第四節 強迫點燃理論

一、強迫點燃與熱自燃

二、強迫點燃方法

三、熾熱物體點燃理論

第五節 燃燒熱工況

一、零元系統的燃燒熱工況

二、一元系統的燃燒熱工況

思考題和習題

參考文獻

第四章 氣體燃料燃燒

第一節 火焰傳播

一、火焰傳播現象

二、正常火焰傳播

第二節 正常火焰傳播速度

一、正常火焰傳播速度的理論求解及分析

二、正常火焰傳播速度的主要影響因素

第三節 擴散火焰與預混火焰

一、燃燒方式與火焰結構

二、氣體燃料的預混燃燒

三、氣體燃料的擴散燃燒

第四節 火焰穩定的原理和方法

一、火焰穩定的基本條件

二、火焰穩定機理

三、高速氣流中火焰的穩定

四、火焰穩定的主要方法

第五節 湍流燃燒火焰特點

一、湍流火焰傳播的皺摺表面燃燒理論

二、湍流火焰傳播的容積燃燒理論

三、湍流擴散燃燒

思考題和習題

參考文獻

第五章 液體燃料燃燒

第一節 液體燃料的特性

一、油類燃料特性

二、其他液體燃料

第二節 液體燃料的霧化

一、霧化過程及機理

二、噴嘴

三、液體燃料霧化性能

第三節 液滴的蒸發

一、液滴蒸發時的斯蒂芬流

二、相對靜止環境中液滴的蒸發

三、強迫氣流中液滴的蒸發

四、液滴羣的蒸發

第四節 液滴燃燒

一、靜止液滴的燃燒

二、強迫氣流中液滴的燃燒

三、液滴羣的燃燒

四、合理配風

思考題和習題

參考文獻

第六章 煤的燃燒

第一節 煤的燃燒過程、特點及其熱解

一、煤的燃燒過程

二、水分的蒸發過程及對燃燒的影響

三、煤的熱解與揮發分的燃燒

四、煤粒的着火

五、煤粒燃燒的一些實驗研究結果

六、影響煤粒着火的因素

七、焦炭的燃燒特性

第二節 碳燃燒化學反應的過程

一、碳燃燒化學反應的步驟

二、碳燃燒過程中的吸附和解吸

三、碳燃燒過程中的擴散

第三節 碳的動力燃燒與擴散燃燒

第四節 碳的燃燒化學反應

一、碳的品格結構

二、碳與氧的反應機理

三、碳和二氧化碳的反應機理

四、碳與水蒸氣的反應

五、表面反應的碳球燃燒速率

六、二次反應對碳燃燒過程的影響

七、具有空間二次反應的碳球燃燒速率

第五節 多孔性碳球的燃燒

第六節 灰分對焦炭燃燒的影響

一、碳粒燃燒過程的物理模型

二、不同燃燒温度下灰分對燃燒的影響

三、灰分對焦炭燃燒的其他影響

第七節 煤粉燃燒

一、煤粉氣流的輸送與分配

二、煤粉氣流的着火

三、旋轉射流中煤粉的着火

四、直流射流中煤粉的着火

五、煤粉氣流的燃盡過程

思考題和習題

參考文獻

第三篇 燃燒科學技術的新發展

第七章 燃燒科學技術發展中的幾個科學問題

第一節 氮氧化物的生成機理及燃燒控制

一、概述

二、煤燃燒過程中NOx的生成機理

三、煤燃燒過程中N0x的破壞機理

四、影響煤粉爐內Nox生成的因素

第二節 催化燃燒

一、催化燃燒控制NOx和CO生成的原理

二、典型催化燃燒室

三、催化燃燒催化劑的研究進展

第三節 燃燒過程的相似與模化

一、相似理論在燃燒過程中的應用

二、燃燒空氣動力過程的物理模化

第四節 燃燒過程數值模擬

一、基本原理、算法與程序特點

二、數值模擬的結果

思考題和習題

參考文獻 ^[1]