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目录 1

第1章 燃烧过程概论 1

第1节 煤粉燃烧 1

第2节 燃烧产物、成分与火焰温度 3

第3节 热平衡、着火与熄火 7

1.3.1 能量平衡和热平衡 7

1.3.2 热平衡状态的稳定性 10

1.3.3 着火与熄火 10

1.3.4 不等温燃烧室 12

第4节 燃烧室的数学模型 12

1.4.2 柱塞流动模型 13

1.4.1 混合箱模型 13

1.4.3 二维模型 15

1.4.4 简化流动模型网络 16

第5节 其余各章概要 16

符号 17

参考文献 17

第2章 流动谱型和混合 18

第1节 导言 18

第2节 燃烧室内的流动谱型 20

2.2.1 管式炉膛 20

2.2.2 水管锅炉炉膛 21

第3节 停留时间分布 21

2.3.1 理论 21

第4节 射流的一般特性 24

2.3.2 水管锅炉中停留时间的分布 24

2.4.1 流动的理论分析 25

2.4.2 Prandtl的混合长度理论 25

2.4.3 轴向速度衰减 26

2.4.4 旋涡扩散系数 27

2.4.5 其它的湍流射流理论 28

2.4.6 湍流射流的发展 28

2.4.7 轴对称自由射流中旋涡扩散的估算 29

2.4.8 旋涡扩散在煤粉火焰数学模拟中的重要性 30

2.4.9 小结 30

第5节 自由射流 31

2.5.1 平面射流 31

2.5.2 圆形射流 33

2.5.3 圆环形射流及同轴射流 37

2.5.4 浮力的影响 38

第6节 喷入流动流体中的射流 38

2.6.1 同向流动 39

2.6.2 相交流动 39

第7节 受限射流 42

2.7.1 回流 42

2.7.2 受限射流内速度和浓度的轴向发展 45

第8节 射流系 47

第9节 旋转射流 47

2.9.1 圆形旋转射流 48

2.9.2 环形旋转射流 52

第10节 含尘射流 54

第11节 燃烧射流 56

符号 59

第12节 小结 59

参考文献 61

第3章 传热 63

第1节 导言 63

第2节 辐射传热 64

3.2.1 基本概念 65

3.2.2 用于均匀等温包壳的关系式 72

3.2.3 非均匀、非等温燃烧室的计算方法 76

3.2.4 散射介质中的传热 85

第3节 对流传热 90

3.3.1 流体和壁面之间的传热 91

3.3.2 燃烧室内的传热 93

第4节 传热计算的实例 93

3.4.1 无对流传热时的管状燃烧室 94

3.4.2 壳式锅炉 99

3.4.3 水管锅炉 101

3.4.4 高强度燃烧室 102

第5节 在着火前区域中反应物的加热 104

3.5.1 着火的热力理论 105

3.5.2 着火距离的测量 110

第6节 总结和结论 116

符号 117

参考文献 120

第4章 热解 121

第1节 导言 121

第2节 缓慢热解 122

4.3.2 以往的工作 125

4.3.1 概述 125

第3节 快速热解 125

4.3.3 BCURA未发表的工作 128

4.3.4 颗粒尺寸的变化 132

第4节 几种可能的热解机理 132

第5节 研究结果在煤粉燃烧中的应用 134

符号 135

参考文献 136

第5章 挥发分的燃烧 137

第1节 导言 137

第2节 挥发分的组成 137

第3节 挥发分的燃烧 138

5.3.1 当化学反应的时间可以忽略时挥发分和氧气的燃烧时间 139

5.3.2 挥发分燃烧时化学反应时间的计算 140

5.3.3 碳黑的形成和燃烧 141

第4节 小结 144

符号 144

参考文献 144

第6章 碳颗粒的反应速率 145

第1节 导言 145

第2节 球形颗粒燃烧的简化模型 147

6.2.1 热平衡 150

6.2.2 各种变量对氧化反应速率的影响 153

第3节 一氧化碳氧化过程对颗粒反应速率的重要性 156

6.3.1 一氧化碳生成后的燃烧 157

6.3.2 结论 159

第4节 二氧化碳、水蒸汽与碳颗粒的反应对燃烧的影响 159

第5节 在煤粉火焰燃烧中的应用 161

符号 162

参考文献 163

第7章 柱塞流动中悬浮煤粉颗粒群的等温燃烧 164

第1节 导言 164

第2节 燃烧模式 164

第3节 氧浓度沿火焰长度的变化 166

7.3.1 过量空气对单一粒径悬浮炭颗粒群燃尽时间的影响 168

第4节 在柱塞流动中不均匀粒径悬浮颗粒群燃尽速率的计算 169

第5节 典型煤粉悬浮颗粒群在等温柱塞流动中的计算燃烧速率 173

7.5.1 与单一粒径计算结果的比较 173

7.5.2 燃烧模式的影响 174

7.5.3 表面反应速率系数的影响——扩散控制准则 174

7.5.4 燃烧机理因子的影响 175

7.5.5 研磨细度及膨胀的影响 176

7.6.1 压力对反应速率的影响 177

7.5.6 过量空气的影响 177

第6节 对增压燃烧室中超高温燃烧过程的特殊考虑 177

7.6.2 压力对反应机理的影响 178

7.6.3 热解失重量的增加 178

第7节 理论与实验系统的比较 179

7.7.1 工作温度低于2000K的系统 179

7.7.2 超高温运行的实验系统 180

第8节 扩展到更复杂的燃烧系统 181

符号 181

参考文献 182

第8章 燃烧室的数学模型 183

第1节 导言 183

第2节 数学模型的建立 183

8.3.1 流场与混合的假定 184

第3节 一些已有的数学模型 184

8.3.2 传热的假定 186

8.3.3 反应动力学 187

8.3.4 模型的应用 187

第4节 向更完善的模型前进 188

第5节 基本数据方面的空缺 189

符号 190

参考文献 190

附录A 煤粉细度 191

（A1）Rosin-Rammler公式 191

（A2）典型的煤粉细度 193

附录B 煤粉中矿物质和灰分的分布 196

附录C 火焰温度的计算 197

（D2）墙式燃烧炉膛 208

附录D 水管锅炉炉膛的类型 208

（D1）下射式火焰炉膛 208

（D3）角式燃烧炉膛 209

附录E 水管锅炉炉膛模型内停留时间分布的研究 210

（E1）Peirce和Thring（1957）的研究 210

（E2）Blanchard（1964）的研究 210

附录F 浮升射流轨迹分析式的推导 212

附录G 煤粉燃烧室的辐射特性值 215

（G1）煤、炭和灰粒 215

（G1.1）含碳固体颗粒的复数型折射指数 215

（G1.2）煤和炭颗粒的辐射效率因子 217

（G1.3）煤和炭悬浮体的吸收系数 219

（G2.2）碳黑悬浮体的吸收系数 221

（G2）碳黑颗粒 221

（G2.1）碳黑颗粒的辐射效率因子 221

（G3）烟气 223

（G4）燃烧室壁面 226

（G5）火焰辐射的测量值 226

（G5.1）Sherman（1934α） 227

（G5.2）IjmuidenNo.2燃烧室 228

附录H 在相对运动中气体和颗粒之间的传热和传质 234

（H1）对斯托克斯流的理论分析 235

（H2）当颗粒的雷诺数低于100时传热、传质速率的测量 238

（H3）结论 239

附录Ⅰ 非连续介质中颗粒向外的传热和传质 242

附录J 被加热时煤颗粒内部的温度梯度 245

附录K 燃料颗粒的温度按指数规律上升时，其热解速度的理论关系式 247

附录L 当氧通过惰性气体的扩散起控制作用时，挥发分的燃烧时间 251

附录M 一氧化碳的燃烧速度 253

附录N 在煤粉火焰中形成的碳黑量的估算 257

附录P 碳和氧的表面反应速率 260

（P1）传质效应的消除 260

（P2）属于传质控制型反应的一些测量结果 261

（P3）可以得到表面反应速率系数计算值的一些测量工作 264

（P4）表面反应速率系数的最佳估算 272

附录Q 扩散传质速度 275

（Q1）双组分扩散系数 276

（Q2）热扩散 277

附录R 细小碳颗粒的燃尽时间 278

附录S 用于燃烧研究的碳质固体的某些特性 283

（S1）各种燃料的比较 287

（T1）无烟煤试验 289

附录T 柱塞流动型煤粉燃烧系统的实验数据 289

（T2）烟煤试验 292

（T3）小结 296

附录U BCURA煤粉火焰试验装置燃烧数学模型的描述 298

（U1）燃烧室和颗粒燃烧的基本特性 298

（U2）数学模型的概述 299

（U2.1）模型的目的 299

（U2.2）流场与混合的假定 299

（U2.5）模型的完整性 300

（U3.1）碳颗粒的消耗速率 300

（U3）模型的基本方程 300

（U2.4）反应速率的假定 300

（U2.3）传热的假定 300

（U3.2）氧浓度 301

（U3.3）时间和距离的关系 303

（U3.4）火焰温度 303

（U4）求解方法和所需要的数据 306

（U5）计算 310

（U5.1）步长与代表粒度分布的组分数目 310

（U5.2）反应速率参数的影响 312

（U5.3）颗粒尺寸的影响 316

（U5.4）两个模型的比较 316

（U5.5）计算结果小结 317

代译后记—— 321

煤粉扩散火焰通过模型的展望 321