第1章 导论 1
1.1 学习燃烧学的动机 1
1.2 燃烧的定义 5
1.3 燃烧方式与火焰种类 5
1.4 学习方法 6
1.5 参考文献 7
第2章 燃烧与热化学 8
2.1 概述 8
2.2 热力学性质关系式回顾 8
2.2.1 广延量和强度量 8
2.2.2 状态方程 9
2.2.3 状态的热方程 9
2.2.4 理想气体混合物 11
2.2.5 蒸发潜热 12
2.3 热力学第一定律 13
2.3.1 第一定律一定质量 13
2.3.2 第一定律一控制体 14
2.4 反应物和生成物的混合物 15
2.4.1 化学计量学 15
2.4.2 绝对（或标准）焓和生成焓 19
2.4.3 燃烧焓和热值 21
2.5 绝热燃烧温度 24
2.6 化学平衡 28
2.6.1 第二定律的讨论 28
2.6.2 吉布斯函数 29
2.6.3 复杂系统 34
2.7 燃烧的平衡产物 35
2.7.1 全平衡 35
2.7.2 水煤气反应的平衡 36
2.7.3 压力影响 39
2.8 应用 40
2.8.1 回热式热交换器和蓄热式热交换器 40
2.8.2 烟气（尾气）再循环 46
2.9 小结 52
2.10 符号表 52
2.11 参考文献 54
2.12 复习题 55
2.13 习题 56
2.14 附录2A 一些燃料的化学性质 62
第3章 传质引论 66
3.1 概述 66
3.2 传质入门 66
3.2.1 传质速率定律 66
3.2.2 组分守恒 71
3.3 传质的应用实例 72
3.3.1 斯蒂芬问题 72
3.3.2 液-气界面的边界条件 73
3.3.3 液滴蒸发 76
3.4 小结 81
3.5 符号表 81
3.6 参考文献 83
3.7 复习题 84
3.8 习题 84
第4章 化学动力学 87
4.1 概述 87
4.2 总包反应与基元反应 87
4.3 基元反应速率 88
4.3.1 双分子反应和碰撞理论 88
4.3.2 其他基元反应 92
4.4 多步反应机理的反应速率 93
4.4.1 净生成率 93
4.4.2 净生成率的简洁表达式 94
4.4.3 反应速率常数与平衡常数之间的关系 96
4.4.4 稳态近似 98
4.4.5 单分子反应机理 99
4.4.6 链式反应和链式分支反应 100
4.4.7 化学时间尺度 104
4.4.8 部分平衡 109
4.5 小结 110
4.6 符号表 110
4.7 参考文献 112
4.8 思考题与习题 113
第五章 一些重要的化学机理 118
5.1 概述 118
5.2 H2-O2系统 118
5.3 一氧化碳的氧化 121
5.4 高链烷烃的氧化 121
5.4.1 概况 121
5.4.2 总包和准总包机理 124
5.5 甲烷燃烧 126
5.5.1 复杂机理 126
5.5.2 高温反应途径分析 134
5.5.3 低温反应途径分析 135
5.6 氮氧化物的形成 137
5.7 小结 139
5.8 参考文献 140
5.9 思考题与习题 142
第6章 反应系统化学与热力学分析的耦合 145
6.1 概述 145
6.2 定压-定质量反应器 146
6.2.1 守恒定律的应用 146
6.2.2 反应器模型小结 148
6.3 定容-定质量反应器 148
6.3.1 守恒方程的应用 148
6.3.2 反应器模型小结 149
6.4 全混流反应器 154
6.4.1 守恒定律的应用 155
6.4.2 反应器模型小结 156
6.5 柱塞流反应器 164
6.5.1 假设 164
6.5.2 守恒方程的应用 164
6.6 在燃烧系统建模中的应用 167
6.7 小结 167
6.8 符号表 168
6.9 参考文献 170
6.10 习题 171
6.11 附录6A 关于质量分数、摩尔分数、浓度和混合物摩尔质量的换算关系式 174
第7章 反应流的简化守恒方程 176
7.1 概述 176
7.2 总质量守恒（连续性方程） 177
7.3 组分质量守恒（组分连续性方程） 178
7.4 多组分扩散 180
7.4.1 通用方程 180
7.4.2 多元扩散系数的计算 181
7.4.3 简化方法 184
7.5 动量守恒 186
7.5.1 一维形式 186
7.5.2 二维形式 187
7.6 能量守恒 190
7.6.1 一维通用形式 190
7.6.2 Shvab-Zeldovich形式 193
7.6.3 用于火焰计算的形式 195
7.7 守恒标量的概念 195
7.7.1 混合物分数的定义 196
7.7.2 混合物分数的守恒 196
7.7.3 守恒标量能量方程 200
7.8 小结 200
7.9 符号表 201
7.10 参考文献 203
7.11 复习题 204
7.12 习题 204
第8章 层流预混火焰 206
8.1 概述 206
8.2 物理描述 207
8.2.1 定义 207
8.2.2 重要特征 207
8.2.3 典型的实验室火焰 208
8.3 简化分析 212
8.3.1 假设 212
8.3.2 守恒定律 212
8.3.3 求解 214
8.4 详细分析 217
8.4.1 控制方程 218
8.4.2 边界条件 218
8.4.3 甲烷-空气火焰的结构 219
8.5 影响火焰速度和火焰厚度的因素 222
8.5.1 温度 222
8.5.2 压力 224
8.5.3 当量比 224
8.5.4 燃料类型 226
8.6 选定燃料的火焰速度计算式 226
8.7 熄火、可燃性、点火 228
8.7.1 冷壁熄火 229
8.7.2 可燃极限 232
8.7.3 点火 234
8.8 火焰稳定 237
8.9 小结 239
8.10 符号表 240
8.11 参考文献 241
8.12 复习题 244
8.13 习题 244
第9章 层流扩散火焰 246
9.1 概述 246
9.2 无反应的恒定密度层流射流 246
9.2.1 物理描述 246
9.2.2 假设 248
9.2.3 守恒定律 248
9.2.4 边界条件 248
9.2.5 求解 249
9.3 射流火焰的物理描述 253
9.4 简化理论描述 255
9.4.1 基本假设 256
9.4.2 基本守恒方程 256
9.4.3 附加关系式 257
9.4.4 守恒标量的推导 257
9.4.5 各种不同的解法 263
9.5 圆口和槽形口燃烧器的火焰长度 266
9.5.1 罗帕关联式 266
9.5.2 流量和几何形状的影响 270
9.5.3 影响化学当量的因素 270
9.6 碳烟的形成和分解 274
9.7 对冲火焰 278
9.7.1 数学描述 278
9.7.2 甲烷-空气火焰结构 280
9.8 小结 283
9.9 符号表 283
9.10 参考文献 286
9.11 复习题 288
9.12 习题 289
第10章 液滴的蒸发与燃烧 291
10.1 概述 291
10.2 一些应用 291
10.2.1 柴油发动机 291
10.2.2 燃气轮机 293
10.2.3 液体火箭发动机 294
10.3 液滴蒸发的简单模型 296
10.3.1 基本假设 297
10.3.2 气相分析 297
10.3.3 液滴寿命 300
10.4 液滴燃烧的简化模型 302
10.4.1 假设 302
10.4.2 问题的表述 304
10.4.3 质量守恒 304
10.4.4 组分守恒 304
10.4.5 能量守恒 306
10.4.6 总结和求解 311
10.4.7 燃烧速率常数和液滴寿命 312
10.4.8 扩展到对流条件 314
10.5 其他因素 317
10.6 一维蒸发控制燃烧 317
10.6.1 物理模型 318
10.6.2 基本假设 319
10.6.3 数学表述 319
10.6.4 分析 319
10.6.5 模型小结 324
10.7 小结 327
10.8 符号表 328
10.9 参考文献 330
10.10 习题 333
10.11 大作业 334
10.12 附录10A 哈里·R.里卡多爵士关于柴油机燃烧的描述 335
第11章 湍流概论 336
11.1 概述 336
11.2 湍流的定义 337
11.3 湍流的几何尺度 338
11.3.1 4个几何尺度 338
11.3.2 湍流雷诺数 341
11.4 湍流流动分析 344
11.4.1 雷诺平均和湍流应力 344
11.4.2 封闭问题 346
11.5 轴对称湍流射流 349
11.6 最简化模型的扩展 351
11.7 小结 352
11.8 符号表 353
11.9 参考文献 354
11.10 思考题与习题 356
第12章 湍流预混火焰 357
12.1 概述 357
12.2 一些应用 357
12.2.1 火花点火发动机 357
12.2.2 燃气轮机 357
12.2.3 工业气体燃烧器 359
12.3 湍流火焰速度定义 360
12.4 湍流预混火焰结构 361
12.4.1 实验观察 361
12.4.2 三种火焰模式 363
12.5 褶皱层流火焰模式 366
12.6 分布反应模式 369
12.7 旋涡内小火焰模式 371
12.8 火焰稳定 371
12.8.1 旁路喷口 372
12.8.2 燃烧器耐火碹口 372
12.8.3 钝体 373
12.8.4 旋流和射流诱导回流流动 374
12.9 小结 375
12.10 符号表 375
12.11 参考文献 376
12.12 习题 378
第13章 湍流非预混火焰 381
13.1 概述 381
13.2 射流火焰 383
13.2.1 总论 383
13.2.2 简化分析 387
13.2.3 火焰长度 390
13.2.4 火焰辐射 395
13.2.5 推举和吹熄 399
13.3 其他结构下的非预混火焰 402
13.4 小结 405
13.5 符号表 405
13.6 参考文献 407
13.7 复习题 409
13.8 习题 410
第14章 固体的燃烧 411
14.1 概述 411
14.2 燃煤锅炉 411
14.3 非均相反应- 412
14.4 碳的燃烧 413
14.4.1 概述 413
14.4.2 单膜模型 414
14.4.3 双膜模型 423
14.4.4 碳颗粒燃烧时间 428
14.5 煤的燃烧 429
14.6 其他固体 430
14.7 小结 430
14.8 符号表 431
14.9 参考文献 432
14.10 思考题和习题 433
第15章 污染物排放 435
15.1 概述 435
15.2 污染物的危害 436
15.3 排放的定量描述 437
15.3.1 排放因子 438
15.3.2 折算浓度 439
15.3.3 各种特定的排放测量 441
15.4 预混燃烧过程的排放 442
15.4.1 氮氧化物 442
15.4.2 一氧化碳 448
15.4.3 未燃烃 448
15.4.4 催化后处理技术 450
15.4.5 颗粒物 451
15.5 非预混燃烧的排放 451
15.5.1 氮氧化物 452
15.5.2 未燃烃和-氧化碳 460
15.5.3 颗粒物 461
15.5.4 硫氧化物 461
15.6 小结 462
15.7 符号表 462
15.8 参考文献 463
15.9 思考题和习题 469
第16章 爆震燃烧 472
16.1 概述 472
16.2 物理描述 472
16.2.1 定义 472
16.2.2 主要特征 472
16.3 一维分析 473
16.3.1 假设 473
16.3.2 守恒定律 474
16.3.3 综合关系式 475
16.4 爆震速度 480
16.5 爆震波的结构 483
16.6 小结 486
16.7 符号表 486
16.8 参考文献 487
16.9 习题 488
附录A C-H-O-N气体系统中的重要热力学性质表 489
附录B 燃料特性 509
附录C 空气、氮气、氧气的相关性质 514
附录D 二元扩散系数及估计方法 517
附录E 求解非线性方程的广义牛顿迭代法 520
附录F 碳氢化合物-空气燃烧平衡产物的计算程序 522
索引 524