燃烧学课件

1、第四章 预混层流燃烧- 4-1 研究背景和基本现象,研究层流燃烧的目的是了解反应动力学特性 层流火焰是温度和浓度发生剧烈变化的，有反应和传热传质的薄层区域 由冷端到热端，燃料和氧浓度变成零，燃烧产物浓度和温度成为最大值 火焰的传播是靠高温燃烧燃烧产物通过导热不断使相邻的新鲜混气升温，着火，燃烧。 导热和反应是支配火焰传播的两个重要因素,4-2 层流燃烧基本方程及其性质,基本假设：一维定常层流有反应流动；忽略辐射和体积力；完全气体；比热为常数；马赫数1 ；绝热 基本方程组,层流燃烧基本方程及其性质（续1）-绝热边界条件和。

2、1,第四章 燃烧物理基础,4.1 传质学基础 4.2 湍流物理模型及计算 4.3 “三传“的比拟 4.4 自由射流中的混合与传质 4.5 旋转射流中的混合与传质 4.6 钝体射流中的混合与传质 4.7 平行与相交射流的混合与传质,2,4.1 传质学基础,物质由高浓度向低浓度方向的转移过程称为传质，也称为质量传递。 传质的两种基本方式：分子扩散传质和对流传质。,3,扩散的基本定律,传质的推动力是组分的浓度梯度。组分i的浓度通常用质量浓度i kg/m3或摩尔浓度Ci kmol/m3来表示。 对于混合气体， 可见在等温系统中，组分的摩尔浓度与分压成正比。,4,费克（Fick）第。

3、第一章 燃烧热力学基础,（thermodynamics）,确定化学反应的热效应,化学平衡条件以及平衡时系统的状态,燃烧反应计算,燃烧空气量的计算,燃烧产物的组成,生成热、反应热和燃烧热,燃烧热的测量与计算,燃气的离解,化学平衡,燃气的离解,化学平衡时燃烧产物成分计算,质量作用定律，阿累尼乌斯公式，碰撞理论，化 学反应速率，化 学反应的动力学分类，影响化学反 应速率的因素，链锁反应，爆炸反应三界限,燃烧热概念，燃烧反应计算方法,燃气的离解过程,1.1 燃烧反应计算,燃烧进行的两种方式：完全燃烧和不完全燃烧,完全燃烧：当初始物质的全部化学。

4、化学热力学研究一个化学反应体系的初始状态和终了状态化学动力学研究体系从一个状态变到另一个状态所经历的过程和该过程所需要的时间，或反应速率化学动力学与化学热力学有什么不同？运用热力学第一、第二定律研究化学反应，尤其是燃烧反应中能量转化的规律、化学反应的方向及化学平衡等确定各种化学反应速度以及各种因素（浓度、温度等）对反应速度的影响第三章 化学动力学化学热力学： 反应体系的初始、终了状态。化学动力学 :研究 化学反应速率 (反应过程和时间）及其影响因素，用 反应历程 解释化学反应机理的一门科学。反应历程：根。

5、第五章 液滴和煤粒燃烧 5-1液滴蒸发和燃烧-(1)研究背景,基本现象1: 液体燃料燃烧有液面燃烧, 液雾燃烧, 预蒸发燃烧 基本现象2: 液体燃料燃烧经常发生于气相, 经常是扩散燃烧, 燃烧速率和液体密度成反比 液雾燃烧本身又有预蒸发燃烧, 液滴扩散燃烧以及二者的混合 对液雾燃烧而言, 研究液滴的蒸发和燃烧是重要的,樟淹苏眶宛庙灯转埋恋华峦崔膏君窥茅奥印饿寸拿喜穗怒徐掇责用兢戒蔫燃烧学-4燃烧学-4,5-1(2)静止空气中液滴的蒸发和燃烧,低强度蒸发是常规传热传质,掠渐聚杆艘匆譬所浊捣分享繁靡诗破硅痈衍丽粤窜颇宏嗜蝉呛泅我页滇胸燃烧学-4。

6、1 燃烧化学基础1.1 燃烧本质和条件1.1.1 燃烧本质所谓燃烧，就是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟的现象。燃烧区的温度很高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定（或受激发）的中间物质分子内电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光；发光的气相燃烧区就是火焰，它的存在是燃烧过程中最明显的标志；由于燃烧不完全等原因，会使产物中混有一些微小颗粒，这样就形成了烟。从本质上说，燃烧是一种氧化还原反应，但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。如果燃烧反应速度极快。

7、第二篇 燃料燃烧计算,燃烧计算的主要任务： 1.燃烧空气需要量计算（理论空气和实际空气量） 2.燃烧产物量（烟气）、成分和密度的计算 3.燃烧完全程度计算（不完全燃烧情况） 4.燃烧温度的计算（理论燃烧温度和实际燃烧温度）,悉这休践但玫割攀辟苗全挤庚詹缘施载阵纸巫颤琶裙晰镊扎苦洁蹄妙态镑燃烧学(二)燃烧学(二),第四章 空气需要量及燃烧产物生成量,燃料的燃烧过程是一种复杂的物理化学过程，其 中包含了流体流动、传热传质和化学反应等各个方面。 燃烧从本质上讲是一种剧烈的化学反应，是燃料中的 可燃物质与氧气进行的快速的、发光。

8、燃 烧 学主讲教师：谭顺民 副教授,供热、供燃气、通风及空调工程专业,课程目的与任务本课程主要涉及燃料及其燃烧的基本基本知识、燃烧学的基本原理和燃料燃烧的基本方法。其主要内容包括各种常规燃料(固体燃料、液体燃料和气体燃料)的物理性质及其燃烧性能，燃料燃烧反应动力学的基本知识，燃料燃烧的基本计算，燃气燃烧的火焰传播，燃气火焰的稳定特性，各种燃料的燃烧方法以及典型的燃烧装置等。本课程主要以介绍气体燃料的燃烧为主。,课程目的与任务通过本课程的学习，使学员掌握各种燃料的基本特 性，深入了解燃料及其燃烧现象的物理。

9、祝！各位同学考试顺利，新年快乐！燃烧学复习题参考答案集2009 / 1 / 9 第一章 化学热力学与化学反应动力学基础1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？我国目前的能源环境现状：一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源 60%以上在华北，水力资源 70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年 0.9 吨标。

10、第六讲 预混可燃气的湍流燃烧,实际各种燃烧装置中的燃烧过程往往都是湍流燃烧过程。所谓湍流的确切定义尚难明确，但与层流的平滑分布和有秩序流动相比较，可认为它具有：(1) 不规则性 只能用统计方法 (2) 扩散性 传递速度加快 (3) 具有明显的旋涡脉动 （尺寸大小：含能大、小，脉动具有耗散性）(4) 是一种流动（是流体受约束转弱的自收运动状态）燃烧在湍流物中进行，即为湍流燃烧。,6.1 湍流燃烧及其特点,以本生灯火焰为例:当Re2300时，本生灯喷嘴火焰为层流火焰，它的火焰十分薄，一般只有0.011.0毫米。在层流火焰中火焰前沿是很光滑的。

11、1,3.5 燃烧检测及燃烧效率,工程燃烧学,2,对烟气的检测和计算,目标：通过对燃烧产物（烟气）的成分进行气体分析，实现对空气消耗系数和燃烧完全程度的计算 方法：化学吸收法、电气测量法、红外吸收法和色谱分析法 关键问题：需要掌握空气消耗系数和不完全燃烧热损失的检测计算原理和方法,3,测定方法-化学吸收法,奥氏烟气分析仪测定烟气成分 燃烧效率仪测定烟气成分,4,烟气成分检测分析,在使用仪器及相应方法测量得到烟气成分数据后，需要验证所得数据的准确性 满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内) 是燃料特征系数，决定于燃料成。

12、第一节 气体可燃物中的火灾蔓延,气体可然物泄漏到空气中，与空气混合会形成预混气体混合物。一旦预混气体混合物着火燃烧，就会形成气体可燃物中的火灾蔓延，从而引起火灾规模扩大，火灾危害加重。因此，研究气体可燃物中的火灾蔓延问题，具有十分重要的意义。,一、火焰前沿及火焰传播机理 二、热烟气流引起的火焰蔓延 三、火焰与热烟气流辐射引起的火焰蔓延,气体可燃物中的火灾蔓延规律与预混气体混合物中的火焰传播特性密切相关。从特性上分，预混气体混合物中的火焰传播包括层流火焰传播、湍流火焰传播和爆轰波，但它们具有相似的火焰传。

13、火灾危险性通常理解为火灾在不同物质中和不同状态下或处理过程中发生发展的可能性。它在很大程度上取决于所使用物质和材料的燃烧性。燃烧性主要是指物质、材料、混合物和构件的独立燃烧能力。而火灾危险性是个广义的概念，它蕴含着燃烧性，并考虑到可燃混合物存在的条件和着火过程的发展等因素。正确地评价材料、工艺过程或生产单位整体的火灾危险性，对采取预防措施和制定扑救火灾的预案有十分重要的意义。但是，确定火灾危险指标的是个特别复杂的问题，现在还没有一个确定指标的统一方式方法。这也从侧面说明对火灾危险性和材料燃烧性等。

14、1,第三章 工程燃烧计算,工程燃烧学,3.4 燃烧温度计算,2,燃烧温度,燃烧温度炉内燃烧后的温度未排放的烟气温度，即燃料燃烧时燃烧产物达到的温度 与燃料种类、燃料成分、燃烧条件、传热条件等因素有关 取决于热量收入和热量支出的平衡关系 从能量平衡方程出发，求燃烧温度,3,能量平衡,热量收入 燃料发热量Q低，因为炉内温度100oC，水分处于蒸汽状态 空气带入的物理热Q空=Ln.c空.(t空-0) 燃料带入的物理热Q燃=c燃.(t燃-0) 热量支出 燃烧产物物理热Q产=V产.c产.(t产-0) 燃烧产物和炉向周围的传热Q传 不完全燃烧热损失Q不 产物在高温下热分解的。

15、第五节 人的行为阶段与火灾发展阶段的关系,火灾中的人员行为相当复杂，一方面人员的行为方式与火灾的发展阶段有密切的关系，反过来人员行为也可在一定程度上影响着火灾的发展。,一、人的行为阶段与火灾发展阶段 二、人员行为阶段与火灾发展阶段的关系 三、人员行为阶段与火灾发展阶段的一致关系 四、轰燃出现是疏散行为的自发信号,第五节 人的行为阶段与火灾发展阶段的关系,一、人的行为阶段与火灾发展阶段火灾发展阶段是指在一定时间内，火灾发展呈现的稳定状态或态势。最早提出火灾发展阶段概念是美国加州大学环境设计学院规划和发展研。

16、燃烧学,主讲人：刘爱虢,主讲人简介,刘爱虢（1979-），2010年毕业于上海交通大学动力机械与工程专业获工学博士学位，2010-2011供职于中航工业商用飞机发动机有限公司任主任级设计师，2011年6月-现在工作于沈阳航空航天大学。,部门：航空航天工程学部动力系热工流体基础教研室 办公室：航宇馆518 电话：13604210391 Email:agliusau.edu.cn,教学内容及重点,教学主要内容 燃烧基础理论，包括燃烧热力学基础，一维燃烧波，燃烧反应动力学，多组分输运，理想反应气体混合物的守恒方程，均匀混气流中的着火和熄火、火焰传播和稳定，火焰类型和特。

17、燃烧学第一章导论,教材和参考书 ：（1）周力行：湍流气粒两相流动和燃烧的理论与数值模拟, 科学 出版社，1994（2）F.A. Williams： Combustion Theory, Adison-Wisley，1985,1-1 燃烧技术和燃烧科学的发展- （1）燃烧技术发展史,我国传说:燧人氏钻木取火 希腊传说:普罗米休斯把火带给人间。至少50万年前人类学会用火。 恩格斯：“火”使人类脱离野蛮进入文明 “庄子”：木与木相摩则燃。 战国齐国田单：火牛阵 晋代张华“博物志”：四川用天然气煮盐 火药和火箭：我国首先发明（至少在宋代） 燃烧技术的三次大发展：蒸汽机和内燃机（产业。

18、,扩散燃烧火焰类型,气体扩散燃烧火焰,液体燃料的喷射燃烧火焰,基本概念,扩散火焰高度,燃料雾化的喷射特性,单液滴燃烧,油雾燃烧,燃料液滴在壁上的蒸发和燃烧,燃料膜的蒸发燃烧,第五章 扩散燃烧及火焰,（diffusion combustion）,扩散燃烧概念，扩散火焰类型，气体扩散燃烧特点，扩散火焰高度，喷雾燃烧，单液滴燃烧模型,喷雾燃烧原理，气体扩散燃烧特点,单液滴燃烧模型的建立与求解,喷雾燃烧观察与分析,概念,扩散燃烧基本概念,燃料和氧化剂分别送入燃烧室，燃烧过程是边混 合边燃烧。也即燃烧时燃料与空气尚未混合，而是边 扩散边燃烧，燃烧。