1、工程燃烧学 Combustion Engineering 课程编号：1101006 总课时：34 学分：2 内容简介： 本课程能加强学生理论基础，拓宽专业知识面，开阔思路增强学生分析问题与解决问题的能力。 本课程的主要内容包括能源的种类、燃料的分类、组成和形成过程；燃料的物理化学性质；新型燃料的介绍以及我国能源的结构和能源政策；燃料燃烧化学反应动力学基础、化学反应速度、活化能概念、活化分子碰撞理论、影响反应速度的因素、热力和链反应理论；气体射流的基本特性、射流的运动轨迹；预混可燃气体火焰的着火过程、着火方式、层流与湍流火焰传播速度、火焰稳定条件；液体与固体燃料燃烧基本特性、着火条件、燃烧器的结
2、构与特性。 授课对象：热能动力工程专业本科 先修课程：高等数学、工程热力学、流体力学、传热学 教材与参考书： 教 材：韩昭沧编燃料及燃烧北京：冶金工业出版社出版，2004.8 参考书：1. 许晋源，徐通模主编燃烧学北京：机械工业出版社，2003.7 2. 汪军. 工程燃烧学. 中国电力出版社，2008 3. 童正明. 工程燃烧学. 中国计量出版社，2008 4. 许晋源. 燃烧学. 机械工业出版社 , 1990.5 5. F.A. Williams. Combustion Theory, Adison-Wisley. 1985 工程燃烧学课程教学大纲 Engineering Combustio
3、n适用本科四年制热能与动力工程专业（34 学时 2 学分） 一、课程的目的和任务 本课程的授课对象是热能与动力工程专业本科生，属热动类专业专业基础必修课。 学生通过本课程的学习，就是要从理论与实际应用的角度系统地阐述各种燃料的特性、燃料燃烧的基本理论、射流流动的基本规律以及加强燃料燃烧的各种方法。其目的在于进一步拓宽本专业学生的专业知识面，为后续专业理论课的学习打下扎实的基础理论基础。 二、课程的基本要求和特点 本课程是后续专业理论的重要基础，理论性强，在基础理论知识的基础上加强对燃料燃烧特点、规律的认识。通过本课程的学习要求学生理解并掌握燃烧理论的基本知识、气固液三种燃料的燃烧特性以及强化燃
4、烧的原理与途径等。 课堂讲授：逐步完善电子教学手段，运用电子课件的形象教学和适度的理论推导，讲清概念、原理和主要定理；结合例题讲解和较大量的课外练习使学生理解和掌握重点模型和算法；各章节及其中主要术语应给出英文翻译。由课程组每周安排一次答疑。 作业方面：布置较大量的作业，帮助学生掌握重点、培养自学和独立分析问题的能力。在完成一定的手算练习的前提下，鼓励学生编程或找标准程序解计算题。每次作业批改后，在课堂进行作业讲评，指出共性问题。重要内容可在课堂做少量练习，做后讨论和讲解。 三、本课程与其它课程的联系 本课程的先修课程为工程热力学、流体力学、传热学，以这三门本专业基础理论课程为前提，在此基础上
5、才能使学生能够更好地运用所学的基础理论知识理解燃烧学中遇到的各种理论与实际问题，从而更好地掌握工程燃烧学的基本内容。 四、课程的主要内容 本课程的主要内容包括：燃料的种类及其特性；燃料燃烧所需要的空气量及燃烧产物、所能够达到的温度、火焰结构、燃烧特点等；射流的形式及各自的流场特点；气、液、固三种燃料的燃烧，等。 1. 空气需要量和燃烧产物生成量部分 教学要求： 了解：空气需要量，过量空气系数的概念、燃烧产物的组成。 掌握：空气需要量以及燃烧产物生成量的计算方法。 应用：学会对一些燃烧问题分析、计算并求解。 熟悉：目前常用的求解燃料燃烧需要空气量的方法、燃烧产物成分和密度的计算方法。 教学要点：
6、 1. 空气需要量，过量空气系数的概念； 2. 燃烧产物的成分； 3. 空气需要量，燃烧产物量以及过量空气系数的求解方法。 4. 燃烧温度部分 教学要求： 了解：燃料燃烧温度的概念。 掌握：燃料理论发热温度、理论燃烧温度的概念的及其计算方法，影响理论燃烧温度的因素。 应用：学会对一些燃料的燃烧温度进行分析并求解。 熟悉：目前常用的四种求解理论燃烧温度的方法。 教学要点： 1. 燃料理论发热温度、理论燃烧温度的概念； 2. 四种求解理论燃烧温度的方法； 3. 影响理论燃烧温度的因素以及提高影响理论燃烧温度的措施。 4. 射流部分 教学要求： 了解：自由射流、同向平行射流、交叉射流、环状射流、同心
7、射流以及旋转射流的概念。 掌握：各种射流的特点、流场结构等。 应用：学会对一些射流进行分析。 熟悉：目前燃烧常用的射流形式。 教学要点： 1. 自由射流、同向平行射流、交叉射流、环状射流、同心射流以及旋转射流的概念； 2. 各种射流的特点、流场结构； 3. 各种射流应用。 4. 燃烧反应部分 教学要求： 了解：化学反应速度。 掌握：可燃气体以及碳的燃烧反应机理。 应用：可燃气体学会对一些射流进行分析。 熟悉：燃烧过程中氧化氮的生成机理。 教学要点： 1. 化学反应速度的求解方法及影响因素； 2. 可燃气体的燃烧反应机理； 3. 碳的燃烧反应机理； 4. 氮氧化物的生成机理。 5. 着火过程部分
8、 教学要求： 了解：着火过程及着火种类，自然着火和强制点火的区别。 掌握：着火温度和着火浓度界限的概念、满足着火或熄火的条件。 应用：对燃烧室中的着火和熄火问题进行分析。 熟悉：着火的浓度界限。 教学要点： 1. 自然着火和强制点火； 2. 着火温度和着火浓度界限； 3. 着火或熄火的条件； 4. 燃烧室中的着火和熄火。 5. 燃烧传播部分 教学要求： 了解：燃烧前沿面的概念，层流和紊流燃烧前沿的区别。 掌握：燃烧前沿面的传播机理, 燃烧前沿正常传播速度以及紊流燃烧前沿的传播速度。 应用：应用影响燃烧前前沿传播速度的因素寻找出稳定着火的措施。 熟悉：燃烧能够正常进行的条件。 教学要点： 1.
9、燃烧前沿面，层流和紊流燃烧前沿面； 2. 燃烧前沿面的传播机； 3. 燃烧前沿正常传播速度及其影响因素； 4. 紊流燃烧前沿正常传播速度及其影响因素。 5. 异相燃烧部分 教学要求： 了解：异相反应速度。 掌握：碳的异相反应的原理、碳粒的燃烧以及油粒的燃烧的原理。 应用：固体和液体燃料燃烧的特点。 熟悉：碳粒的燃烧以及油粒的燃烧的特点。 教学要点： 1. 异相反应速度； 2. 燃异相反应的原理； 3. 碳粒的燃烧以及油粒的燃烧的特点及影响因素。 4. 火焰部分 教学要求： 了解：燃烧的种类。 掌握：预混燃烧和扩散燃烧的概念及其特点。 应用：预混燃烧和扩散燃烧的在燃料燃烧中的应用。 熟悉：煤的燃
10、烧和气的燃烧属于何种燃烧。 教学要点： 1. 燃烧的分类及各自的特点； 2. 预混燃烧的特点及其应用； 3. 扩散燃烧的特点及其应用。 4. 气体燃料燃烧部分 教学要求： 了解：气体燃料燃烧的种类及其特点。 掌握：有焰燃烧和无焰燃烧的概念及其特点。 应用：有焰燃烧和无焰燃烧的在燃料燃烧中的应用。 熟悉：保证火焰的稳定性的技术措施。 教学要点： 1. 有焰燃烧和无焰燃烧及其各自的特点； 2. 有焰燃烧和无焰燃烧的在燃料燃烧中的应用； 3. 火焰的稳定性、火焰监测和保焰技术。 4. 液体燃料燃烧部分 教学要求： 了解：液体油的燃烧过程。 掌握：油的雾化措施，燃油烧嘴。 应用：油掺水乳化燃烧技术。
11、熟悉：油的雾化及其燃烧特点。 教学要点： 1. 油的燃烧特点； 2. 油雾化的概念及为什么要进行雾化； 3. 目前的油掺水乳化燃烧技术。 4. 固体燃料燃烧部分 教学要求： 了解：固体燃料的层状燃烧法、煤粉燃烧法、旋风燃烧法以及沸腾燃烧法的特点； 掌握：煤粉燃烧法和沸腾燃烧法的原理及其燃烧特性。 应用：不同煤种适用的燃烧方法。 熟悉：煤粉燃烧法的流程。 教学要点： 1. 固体燃料的常用燃烧方法； 2. 煤粉燃烧法的优缺点； 3. 沸腾燃烧法的优缺点。 五、学时分配（总学时：34 学分：2 ） 章次 课 程 内 容 讲授学时 实验学时 学时小计 第一章 绪论 2 2第二章 空气需要量和燃烧产物生
12、成量 2 2第三章 燃烧温度 2 2第四章 射流混合过程 4 4第五章 燃烧反应速度和反应机理 2 2第六章 着火过程 4 4第七章 燃烧传播过程 2 2第八章 异相燃烧 2 2第九章 火焰的结构及其稳定 2 2第十章 气体燃料的燃烧 4 4第十一章 液体燃料的燃烧 2 2第十二章 固体燃料的燃烧 4 4其它（期中考试等） 2六、考核方式 考试环节：逐步建立试题库，实行考教分离。期终考题包括对概念与理论的理解、运用和分析，燃烧问题的计算三部分，比例约为 4：5 ：1。总评成绩根据平时成绩（包括考勤、作业、期中成绩及实验成绩等，占 10-15%）和期终考试成绩（占 85-90%）综合确定。 七、教材及参考书 教材：韩昭沧编燃料及燃烧北京：冶金工业出版社出版，2004.7参考书：1.许晋源，徐通模主编燃烧学西安：西安交通大学出版社，2003.72.南京工学院/西安交通大学电厂锅炉原理北京：电力工业出版社，2000.6
