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目录 1

主要符号表 1

第1章 绪论 1

1-1 燃烧和火焰 1

1-2 燃烧与国民经济及能源的关系 3

1-3 燃烧科学的发展简史 5

1-4 燃烧学的研究对象及研究方法 7

第2章 燃烧化学热力学和化学动力学基础 9

2-1 引言 9

2-2 生成热、反应热及燃烧热 9

一、生成热 10

二、反应热 12

三、燃烧热 14

四、热化学定律 16

2-3 自由能、平衡常数及绝热火焰温度 18

一、热力学平衡与自由能 19

二、标准自由能和平衡常数 20

三、气体的离解 30

四、绝热火焰温度的计算 32

2-4 化学反应速度 34

一、浓度及其表示法 35

二、反应速度表示法 36

三、化学反应速度方程式 37

四、反应级数和反应分子数 39

一、压力、浓度对反应速度的影响 42

2-5 影响反应速度的因素 42

二、温度对化学反应速度的影响 45

三、活化能对反应速度的影响 48

四、化学动力学方程式 49

2-6 反应速度的理论 50

一、碰撞理论 50

二、过渡状态理论大意 55

2-7 链反应 57

一、直链反应 57

二、支链反应 60

第3章 燃烧物理学基本方程 65

3-1 引言 65

3-2 多组份气体基本参量 65

一、牛顿粘性定律 68

3-3 分子输运基本定律 68

二、傅立叶导热定律 69

三、费克扩散定律 70

四、输运系数间的关系及输运系数 73

3-4 基本守恒方程 78

一、总质量守恒方程（连续性方程） 78

二、动量守恒方程 81

三、组份守恒方程 86

四、能量守恒方程 88

五、二维边界层守恒方程 95

3-5 泽尔多维奇转换和广义雷诺比拟 96

一、泽尔多维奇转换 96

二、广义雷诺比拟 98

一、斯蒂芬流 99

3-6 斯蒂芬流和相界面上的边界条件 99

二、相分界面的内移 103

三、液－气相分界面处的边界条件及广义雷诺比拟 104

四、固－气相分界面边界条件 108

3-7 多组份反应系统的相似准则 109

第4章 气体燃料及液滴的扩散燃烧 113

4-1 引言 113

4-2 射流扩散燃烧的某些特征 114

4-3 湍流自由射流流体力学特征 118

一、湍流自由射流的守恒方程 120

二、湍流自由射流的解 122

4-4 湍流自由射流扩散燃烧 127

一、守恒方程组及求解 127

二、火焰的形状 131

三、射流火焰横断面的组份分布 135

四、射流火焰横断面的温度分布 137

五、实验结果 138

4-5 受限射流扩散火焰 141

一、布克－舒曼的纵向受限射流火焰的理论解 143

二、斯林－纽贝具有回流区的纵向受限射流 146

4-6 旋转射流扩散火焰 149

一、旋流强度 150

二、弱旋转射流扩散火焰 151

三、强旋转射流扩散火焰 154

4-7 相对静止高温环境中液滴的蒸发和燃烧 158

一、没有燃烧情况下液滴的蒸发 162

二、有燃烧情况下液滴的蒸发 166

4-8 强迫气流中液滴蒸发和燃烧 172

4-9 多组份液滴的蒸发与燃烧 178

一、多组份燃料液滴的蒸发与燃烧的基本守恒方程 181

二、可溶性多组份燃料液滴的蒸发与燃烧 181

三、微爆性燃烧现象 184

四、乳化燃料液滴的蒸发与燃烧 185

五、煤－油、煤－油－水混合燃料液滴的蒸发与燃烧 186

4-1 0数值解 187

4-1 1液滴群的蒸发与燃烧 189

第5章 预混可燃气的层流燃烧 194

5-1 引言 194

5-2 燃烧波的两种型式 195

5-3 层流火焰传播速度的定义及其传播机理 200

一、火焰传播速度的定义 200

二、层流火焰的内部结构及其传播机理 201

5-4 简化分析法 206

5-5 层流火焰传播速度的无量纲分析 208

5-6 分区近似解 211

5-7 渐近分析解 215

一、无限薄火焰的解 217

二、内区（扩散－反应控制）求解 218

三、外区（扩散－对流控制）求解 220

四、匹配 221

五、最终解 222

5-8 物理化学参数对S1的影响 224

一、混合气初温T∞对S1的影响 224

二、压力对S1的影响 224

三、混气成分（余气系数）对S1的影响 228

四、氧浓度对S1的影响 229

五、混合气输运性质对S1的影响 230

5-9 物理化学参数对火焰厚度的影响 231

一、混合气性质对火焰厚度1的影响 231

二、混合气初混及压力对火焰厚度1的影响 232

5-10 层流火焰传播速度的实验测定法 233

一、本生灯法 234

二、平面火焰法 236

三、驻定火焰法 236

四、管内火焰法 239

五、球弹法 240

第6章 预混可燃气体的湍流燃烧 241

6-1 引言 241

6-2 皱折表面燃烧理论 244

一、湍流特征及湍流扩散的数学描述 245

二、邓克尔和谢尔金理论 248

三、卡洛维兹理论 251

6-3 容积燃烧理论 253

一、萨默菲尔德理论 254

二、谢京科夫理论 255

三、科瓦斯纳无量纲数 264

6-4 湍流火焰的实验研究 265

第7章 着火与熄火 270

7-1 引言 270

7-2 热自燃（或称热爆炸）理论 271

一、着火条件 271

二、非稳态分析法 272

三、稳态分析法 285

一、热平板点燃理论 292

7-3 点燃理论 292

二、电火花点火 298

三、热气流点火 304

7-4 单油滴着火分析 305

7-5 着火的链式反应理论 308

7-6 熄火现象 313

一、理想燃烧室的着火、熄火现象的描述 313

二、均匀搅拌反应器熄火理论 316

三、预混可燃气的熄火现象 319

四、熄火距离 322

五、展宽火焰的熄火现象 325

8-1 引言 327

第8章 火焰稳定 327

8-2 本生灯火焰的稳定 329

一、锥形火焰的稳定条件 331

二、本生灯火焰的稳定性分析 332

三、回火和吹熄的临界条件及界限 337

四、防止回火的方法 344

8-3 用钝体稳定火焰的方法 345

一、用钝体稳定火焰的机理 346

二、用钝体时的火焰稳定界限 353

三、利用钝体使火焰稳定的理论 358

8-4 预混合气火焰稳定的其它方法 364

一、用回流热气体稳定火焰 364

二、用金属棒（丝、环）稳定火焰 367

三、用值班火焰使火焰稳定 369

8-5 湍流扩散火焰稳定的方法 372

一、用环状射流和同轴射流稳定火焰 373

二、用大速差同向射流稳定火焰 377

三、气液两相混合气中的火焰稳定 379

第9章 液雾燃烧基础 382

9-1 引言 382

9-2 喷嘴特性与雾化特性 384

一、流量系数及雾化角 385

二、液滴尺寸分布表达式 396

三、平均滴径的定义及其表示方法 402

四、计算平均直径的准则公式 406

9-3 两相流中浓度场简化分析 411

一、扩散法 412

二、液清轨道法 416

三、轨道－扩散法 424

四、高温气流中直流式喷嘴后方燃料浓度场半经验计算法 429

9-4 液雾燃烧 433

一、一维滴群扩散燃烧 435

二、一维滴间燃烧 437

第10章 煤的燃烧基础 439

10-1 引言 439

10-2 煤的成份与性质 439

一、煤的形成过程及其分类 439

二、煤的化学成份及其性质 440

三、煤的成份分析的基础和换算 440

一、煤的热解过程的物理描述 444

10-3 煤的热解及实验方法 444

四、煤的分析 444

二、实验方法 445

10-4 煤的热解模型 446

一、单方程模型 447

二、两个平行的反应模型 447

三、无限个平行反应模型 450

四、多粒组份单方程模型 452

五、煤粒热解的通用模型（傅－张模型） 452

10-5 碳（或炭）粒燃烧 470

一、扩散－动力控制的碳粒表面燃烧的半经验表达式 471

二、碳粒扩散燃烧的解析解 474

10-6 具有容积反应的碳粒燃烧模型 476

一、D？？→∞,D？？→∞ 481

三、无限薄火焰燃烧 482

二、气相反应CO+O？为冻结情况 482

10-7 炭粒燃烧中的内孔效应 483

一、r？较小，温度不高 485

二、炭粒尺寸较大，温度较高 485

10-8 灰层的影响 489

10-9 单颗碳粒的着火分析 490

一、在着火时，ε→0 494

二、在熄火时，ε→1 495

10-10 单颗煤粒的着火分析 497

附录 504

附录A 物性表 504

附录B 燃烧物理学基本方程的一般推导及其在柱、球坐标系中的表示式 515

参考文献 532