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绪论 1

1 燃料 4

1.1 固体燃料 4

1.1.1 煤的工业分析 6

1.1.2 固体燃料的化学组成成分及含量 9

1.1.3 固体燃料组成的表示方法 11

1.1.4 燃料的发热量 14

1.1.5 煤的使用性能 16

1.2 液体燃料 17

1.2.1 石油的一般性状及化学组成 17

1.2.2 石油的加工方法 18

1.2.3 液体燃料分类 19

1.2.4 液体燃料的物理性质 21

1.3 气体燃料 24

1.3.1 天然气 25

1.3.2 人造煤气 26

1.3.3 气体燃料的成分表示方法及发热量 29

作业题 30

2 燃料燃烧计算 31

2.1 空气需要量和燃烧产物生成量的计算（完全燃烧） 31

2.1.1 固体和液体燃料空气需要量和燃烧产物生成量的计算 32

2.1.2 气体燃料空气需要量和燃烧产物生成量的计算 38

2.2 不完全燃烧的燃烧产物 41

2.3 燃烧温度 44

2.3.1 实际燃烧温度 44

2.3.2 理论燃烧温度 45

2.3.3 燃料的理论热量计温度 50

2.4 烟气的分析计算 53

2.4.1 燃烧产物气体成分的测定和验证 54

2.4.2 空气消耗系数的检测计算 57

2.4.3 不完全燃烧的热损失计算 59

作业题 61

3 燃烧理论基础 63

3.1 气体射流的混合过程 63

3.1.1 静止气体中的自由射流 63

3.1.2 同向平行流中的自由射流 65

3.1.3 相交射流 67

3.1.4 射流错流 68

3.2 燃烧化学反应动力学基础 71

3.2.1 质量作用定律 71

3.2.2 影响反应速率的因素 72

3.2.3 基元反应与总包反应 74

3.3 着火过程 75

3.3.1 燃烧室中的着火条件 76

3.3.2 热自燃的浓度界限与区间 78

3.3.3 强迫点燃理论 79

3.4 火焰结构 80

3.4.1 层流火焰传播理论 80

3.4.2 紊流火焰传播理论 83

3.4.3 层流预混火焰的结构 86

3.4.4 紊流预混火焰的结构 87

3.4.5 层流扩散火焰的结构 88

3.4.6 紊流扩散火焰的结构 89

3.4.7 火焰高度 89

3.5 油粒与炭粒的燃烧 89

3.5.1 油粒的燃烧 90

3.5.2 油雾燃烧火焰 92

3.5.3 炭的反应速度 92

3.5.4 炭燃烧的动力区和扩散区 93

3.5.5 内部反应 94

3.5.6 二次反应的影响 95

3.5.7 炭粒的燃烧 96

3.5.8 煤粉燃烧火焰 97

作业题 98

4 燃料的燃烧方法与装置 99

4.1 气体燃料燃烧的方法与装置 99

4.1.1 有焰燃烧 100

4.1.2 半无焰燃烧 101

4.1.3 无焰燃烧 101

4.1.4 平焰燃烧 102

4.2 液体燃料燃烧的方法与装置 103

4.3 固体燃料的燃烧方法 108

4.3.1 固体燃料的层状燃烧 108

4.3.2 悬浮燃烧法 110

4.3.3 旋风燃烧法 112

4.3.4 沸腾燃烧法 114

作业题 116

5 燃烧过程数值模拟 117

5.1 计算燃烧动力学的应用 117

5.2 燃烧过程数值模拟的分类 118

5.3 燃烧过程数值模拟方法 119

5.3.1 基本守恒方程组和物理模型 119

5.3.2 求解域和守恒方程的离散化 125

5.3.3 离散方程的求解方法 125

5.4 燃烧过程数值模拟软件 126

5.4.1 OpenFOAM 126

5.4.2 KIVA 128

5.5 燃烧过程数值模拟的应用 129

5.6 数值模拟的流程步骤 130

作业题 138

6 燃烧主要有害物的生成机理与控制方法 139

6.1 燃烧主要有害物的生成机理 139

6.1.1 CO的产生机理 139

6.1.2 炭黑的生成机理 139

6.1.3 硫氧化物的生成机理 140

6.1.4 氮氧化物的生成机理 140

6.1.5 烟尘的生成机理 141

6.2 燃烧有害物的控制 142

6.2.1 CO的控制 142

6.2.2 炭黑的控制 143

6.2.3 硫氧化物的控制 143

6.2.4 氮氧化物的控制 144

6.2.5 烟尘的控制 144

6.3 煤炭燃烧的大气污染 145

6.3.1 煤炭燃烧造成大气污染的原因 145

6.3.2 煤炭燃烧的大气污染相关治理策略 146

6.4 国外发达国家的防治对策 146

6.4.1 美国大气污染防治对策 146

6.4.2 欧盟大气污染防治对策 147

6.5 国外大气污染防治技术应用状况 148

6.5.1 美国大气污染源最佳可行控制技术（BACT） 148

6.5.2 欧盟大气污染源最佳可行技术（BAT） 149

作业题 149

附表1 气体平均比热容 150

附表2 可燃气体的主要热工特性 151

参考文献 152