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第一篇 燃烧基础1

第一章 燃烧化学反应动力学基础1

第一节 燃烧化学反应动力学概述1

第二节 燃烧化学反应速率2

一、浓度2

二、化学反应速率3

三、基元反应与总包反应4

四、质量作用定律4

五、反应级数5

六、基元反应的化学反应速率6

七、总包反应的化学反应速率8

第三节 影响化学反应速率的因素9

一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律9

二、活化能E对化学反应速率的影响11

三、压力对化学反应速率的影响13

四、反应物浓度和摩尔分数对化学反应速率的影响14

五、催化作用对化学反应速率的影响15

第四节 链式化学反应16

一、链式反应的特点16

二、不分支链式反应17

三、分支链式反应18

四、分支链式反应的孕育与爆炸特点22

第五节 燃烧化学反应中的化学平衡23

第六节 氮氧化物形成的化学反应机理25

思考题和习题27

参考文献28

第二章 燃烧空气动力学基础——混合与传质29

第一节 湍流的物理本质和数学描写29

一、湍流脉动29

二、湍流的数学描写——雷诺方程组33

三、湍流附加应力的假定36

第二节 动量、热量和质量传递的比拟40

一、分子运动扩散和湍流运动扩散40

二、热量交换和质量交换的比拟43

第三节 湍流射流中的积分守恒条件45

一、湍流自由射流的特性45

二、伴随流射流中的积分守恒条件48

三、自由射流的积分守恒条件51

四、“三传”过程中普遍适用的二元微分方程组51

第四节 湍流自由射流中的混合与传质52

一、湍流自由射流轴心线上参数的变化规律52

二、大温差不等温自由射流的湍流混合与传质58

三、射流本身因燃烧而不断升温情况下的混合与传质60

四、气-固（液）两相射流中的混合与传质63

第五节 旋转射流中的混合与传质65

一、旋转射流的特性65

二、旋流强度及旋转射流的流动形式67

三、各种旋流器旋流强度的计算69

四、旋转射流的一些实验研究结果介绍70

第六节 钝体射流中的混合与传质75

一、钝体射流的流动结构75

二、钝体射流的流动特性76

第七节 平行与相交射流中的混合与传质78

一、混合与传质的动力参数条件78

二、平行射流79

三、相交射流86

四、横向射流91

思考题和习题95

参考文献97

第二篇 燃烧原理98

第三章 着火理论98

第一节 着火的基本概念98

一、着火过程98

二、着火方式与机理98

三、着火条件的数学描述100

第二节 热自燃理论100

一、热自燃条件100

二、热自燃温度103

三、热自燃界限105

四、热自燃孕育期108

第三节 链锁自燃理论111

一、链锁自燃与热自燃111

二、链锁自燃条件112

三、链锁自燃孕育期114

第四节 强迫点燃理论114

一、强迫点燃与热自燃114

二、强迫点燃方法115

三、炽热物体点燃理论115

第五节 燃烧热工况120

一、零元系统的燃烧热工况120

二、一元系统的燃烧热工况125

思考题和习题127

参考文献128

第四章 气体燃料燃烧129

第一节 火焰传播129

一、火焰传播现象129

二、正常火焰传播130

第二节 正常火焰传播速度132

一、正常火焰传播速度的理论求解及分析132

二、正常火焰传播速度的主要影响因素137

第三节 扩散火焰与预混火焰141

一、燃烧方式与火焰结构141

二、气体燃料的预混燃烧143

三、气体燃料的扩散燃烧146

第四节 火焰稳定的原理和方法152

一、火焰稳定的基本条件152

二、火焰稳定机理154

三、高速气流中火焰的稳定156

四、火焰稳定的主要方法159

第五节 湍流燃烧火焰特点162

一、湍流火焰传播的皱折表面燃烧理论163

二、湍流火焰传播的容积燃烧理论166

三、湍流扩散燃烧167

思考题和习题169

参考文献169

第五章 液体燃料燃烧171

第一节 液体燃料的特性171

一、油类燃料特性171

二、其他液体燃料174

第二节 液体燃料的雾化175

一、雾化过程及机理175

二、喷嘴177

三、液体燃料雾化性能180

第三节 液滴的蒸发182

一、液滴蒸发时的斯蒂芬流183

二、相对静止环境中液滴的蒸发183

三、强迫气流中液滴的蒸发186

四、液滴群的蒸发188

第四节 液滴燃烧189

一、静止液滴的燃烧190

二、强迫气流中液滴的燃烧193

三、液滴群的燃烧196

四、合理配风197

思考题和习题199

参考文献199

第六章 煤的燃烧200

第一节 煤的燃烧过程、特点及其热解200

一、煤的燃烧过程200

二、水分的蒸发过程及对燃烧的影响201

三、煤的热解与挥发分的燃烧202

四、煤粒的着火209

五、煤粒燃烧的一些实验研究结果211

六、影响煤粒着火的因素212

七、焦炭的燃烧特性214

第二节 碳燃烧化学反应的过程215

一、碳燃烧化学反应的步骤215

二、碳燃烧过程中的吸附和解吸216

三、碳燃烧过程中的扩散219

第三节 碳的动力燃烧与扩散燃烧222

第四节 碳的燃烧化学反应226

一、碳的晶格结构228

二、碳与氧的反应机理228

三、碳和二氧化碳的反应机理231

四、碳与水蒸气的反应231

五、表面反应的碳球燃烧速率232

六、二次反应对碳燃烧过程的影响234

七、具有空间二次反应的碳球燃烧速率238

第五节 多孔性碳球的燃烧245

第六节 灰分对焦炭燃烧的影响249

一、碳粒燃烧过程的物理模型249

二、不同燃烧温度下灰分对燃烧的影响251

三、灰分对焦炭燃烧的其他影响253

第七节 煤粉燃烧253

一、煤粉气流的输送与分配253

二、煤粉气流的着火259

三、旋转射流中煤粉的着火265

四、直流射流中煤粉的着火269

五、煤粉气流的燃尽过程270

思考题和习题273

参考文献274

第三篇 燃烧科学技术的新发展275

第七章 燃烧科学技术发展中的几个科学问题275

第一节 氮氧化物的生成机理及燃烧控制275

一、概述275

二、煤燃烧过程中NOx的生成机理276

三、煤燃烧过程中NOx的破坏机理280

四、影响煤粉炉内NOx生成的因素282

第二节 催化燃烧285

一、催化燃烧控制NOx和CO生成的原理285

二、典型催化燃烧室285

三、催化燃烧催化剂的研究进展288

第三节 燃烧过程的相似与模化293

一、相似理论在燃烧过程中的应用293

二、燃烧空气动力过程的物理模化302

第四节 燃烧过程数值模拟303

一、基本原理、算法与程序特点303

二、数值模拟的结果307

思考题和习题312

参考文献313