第1章 燃烧化学热力学与化学动力学基础 1
1.1 生成焓、反应焓及燃烧焓 1
1.1.1 生成焓 1
1.1.2 反应焓 3
1.1.3 燃烧焓 4
1.2 热化学定律 5
1.2.1 Lavoisier-Laplace定律 5
1.2.2 Hess定律 5
1.3 化学平衡与平衡常数 7
1.3.1 化学平衡条件 7
1.3.2 化学平衡常数 10
1.3.3 平衡常数与反应自由焓的关系 11
1.4 燃烧过程的热力计算 11
1.4.1 理论空气量 12
1.4.2 过量空气系数和当量比 12
1.4.3 绝热火焰温度 13
1.5 化学反应速率 17
1.5.1 浓度及其表示法 17
1.5.2 化学反应速率定义 18
1.5.3 化学反应速率方程式 18
1.5.4 反应级数及反应分子数 19
1.6 影响反应速率的因素 19
1.6.1 压力、浓度对反应速率的影响 19
1.6.2 温度对化学反应速率的影响 20
1.6.3 活化能对化学反应速率的影响 21
1.7 链式反应 22
1.7.1 不分枝链式反应 23
1.7.2 分枝链式反应 24
习题 27
第2章 燃烧物理学基本方程 28
2.1 分子输运基本定律 28
2.1.1 牛顿黏性定律 28
2.1.2 傅里叶导热定律 28
2.1.3 菲克扩散定律 29
2.1.4 输运系数之间的关系 30
2.2 基本守恒方程 30
2.2.1 质量守恒方程 30
2.2.2 动量守恒方程 32
2.2.3 扩散方程 33
2.2.4 能量守恒方程 34
2.2.5 二维边界层守恒方程 36
2.3 泽尔多维奇变换与广义雷诺比拟 37
2.3.1 泽尔多维奇变换 37
2.3.2 广义雷诺比拟 38
2.4 斯特藩流与相分界面内移 38
2.4.1 斯特藩流 39
2.4.2 相分界面的内移 41
习题 42
第3章 预混火焰 43
3.1 预混气中的一维燃烧波 43
3.1.1 Rayleigh关系式 44
3.1.2 Rankine-Hugoniot关系式 45
3.2 层流预混火焰 47
3.2.1 火焰传播的基本概念 47
3.2.2 层流火焰传播速度 48
3.2.3 影响层流火焰传播速度及火焰厚度的因素 51
3.3 湍流预混火焰 53
3.3.1 湍流火焰的物理描述 54
3.3.2 湍流预混火焰速度 54
3.3.3 湍流火焰传播速度的影响因素 56
3.4 预混火焰的稳定 58
3.4.1 一维层流火焰的稳定 58
3.4.2 本生灯火焰的稳定 59
3.4.3 高速混气流中火焰稳定 62
习题 67
第4章 扩散火焰 68
4.1 自由射流扩散火焰 68
4.1.1 自由射流特性 68
4.1.2 层流射流扩散火焰 70
4.1.3 湍流射流扩散火焰 72
4.2 纵向受限射流火焰 76
4.2.1 纵向受限射流的流动特性 76
4.2.2 布克-舒曼的无回流区理论解 77
4.3 旋转射流扩散火焰 79
4.3.1 弱旋转射流扩散火焰 80
4.3.2 强旋转射流扩散火焰 81
习题 82
第5章 着火与熄火过程 83
5.1 着火的热自燃理论 83
5.1.1 着火条件 83
5.1.2 谢苗诺夫的非稳态分析法 84
5.1.3 谢苗诺夫方程和着火界限 87
5.1.4 着火感应期 89
5.2 开口系统中气流的热自燃分析 90
5.3 熄火理论 92
5.3.1 朗格威尔均匀搅拌反应器熄火分析 92
5.3.2 着火与熄火的S曲线 93
5.4 点火理论 95
5.4.1 点火方法 95
5.4.2 电火花点火理论 97
习题 98
第6章 液体燃料燃烧 99
6.1 燃油雾化 99
6.1.1 燃油雾化机理 99
6.1.2 燃油雾化特征参数 102
6.1.3 喷嘴及其工作原理 104
6.2 油珠的蒸发与燃烧 110
6.2.1 蒸发或燃烧时的油珠温度 110
6.2.2 油珠蒸发或燃烧时的斯特藩流 110
6.2.3 高温环境中相对静止油珠的蒸发速率 111
6.2.4 相对静止油珠的燃烧 113
6.2.5 强迫对流条件下油珠的蒸发或燃烧速率 114
6.2.6 d2定律及油珠寿命 115
6.3 油雾燃烧 116
6.3.1 油雾燃烧模型 116
6.3.2 滴群扩散燃烧 117
习题 118
第7章 煤的燃烧基础 119
7.1 煤的组成与特性 119
7.1.1 煤的种类 119
7.1.2 煤的化学组成与性质 120
7.1.3 煤的化学分析 120
7.2 煤的燃烧过程 121
7.3 固体碳粒的燃烧 122
7.3.1 碳粒的燃烧 122
7.3.2 碳粒燃烧的化学反应 125
7.3.3 多孔性对碳粒燃烧的影响 128
7.3.4 影响碳粒燃烧的因素 129
习题 133
第8章 燃烧污染物排放与控制 134
8.1 燃烧产生的污染物及其危害 134
8.2 污染物排放的定量描述 135
8.2.1 排放因子 135
8.2.2 折算浓度 136
8.2.3 各种特定的排放测量 136
8.3 燃烧污染物生成 137
8.3.1 氮氧化合物的生成 137
8.3.2 CO的生成 139
8.3.3 未燃碳氢化合物 140
8.3.4 烟尘的生成 141
8.4 燃烧污染物控制 142
8.4.1 氮氧化合物控制 142
8.4.2 CO与HC的控制 144
8.4.3 排气冒烟控制 144
习题 145
参考文献 146