高等燃烧学01.pdf

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1、高等燃烧学绪论绪论主要内容教学目的教学内容学时安排考核方式参考资料教学目的掌握多元混合反应系统条件下，在全混流以及柱塞流反应器中构造燃烧模型的方法逐步学会在多元混合系统条件下构造复杂燃烧反应模型的方法掌握进行着火、火焰传播和火焰稳定性研究的经典燃烧学理论和研究方法逐步学会自己搭建实验系统或设计反应模型进行燃烧过程研究的方法燃烧学的背景知识化学热力学化学反应动力学物理学工程热力学流体力学传热学燃烧过程的理论模化目的模拟燃烧过程并发展对各种条件下燃烧行为的预测帮助解释和理解所观察到的燃烧现象取代困难或昂贵的试验指导燃烧试验的设计有助于确定各独立参数

2、对燃烧过程的影响燃烧模型的分类：根据燃烧现象的条件分类序号燃烧条件燃烧模型分类1时间相关性稳态、非稳态2空间相关性一维、二维、三维3反应物初始状态预混、非预混（扩散）4流动条件层流、湍流5反应物的相单相、多相6反应位置均相、多相7反应速度化学平衡（快速反应）、有限反应速度8对流条件自然对流、受迫流动9可压性不可压、可压10燃烧传播速度爆震（超音速）、缓燃（亚音速）燃烧模型的基本组成初始条件边界条件控制方程状态方程热力学和输运特性1、守恒方程2、输运方程经验知识动力学参数材料性质和结构特性燃烧模型的控制方程守恒方程质量守恒（连续性方程）动量守恒组分守恒（扩散方程）能量守恒输运

3、方程：层流——分子输运质量输运（Fick定律）动量输运（Newton定律）能量输运（Fourier定律）湍流问题的另外考虑湍流流体微团的输运——湍流力学课程讲授湍流动能的输运；湍流动能和耗散率的输运；雷诺应力的输运；概率密度函数的输运；瞬时脉动量的输运。随着湍流模型的发展还会有其它物理量输运。湍流反应流的处理统计矩方法——统计求解平均化学反应速率概率密度函数法——应用联合PDF方程封闭方程组教学内容化学热力学化学动力学和反应器理论多组分反应系统的守恒方程预混气体的缓燃波和爆震波气体的层流火焰湍流火焰两相流燃烧理论基础点火理论实际火焰中煤的燃

4、烧理论学时安排课堂教学45学时学分：2.5学分化学热力学4学时化学动力学和反应器理论7学时（含1学时讨论课）多组分反应系统的守恒方程7学时（含1学时讨论课）预混气体的缓燃波和爆震波4学时气体的层流火焰5学时（含1学时讨论课）湍流火焰2学时两相流燃烧理论基础7学时（含1学时讨论课）点火理论4学时实际火焰中煤的燃烧理论5学时（含1学时讨论课）考核方式满分100分，其中：课堂讨论报告：20%课后作业：30%闭卷笔试成绩：50%课堂讨论报告的要求请各位同学自由组合形成学习小组，每个小组3人左右。在本周最后一次课上请课代表提供给我学习小组的构成名单。在一个专题

5、内容学习完成之后，将布置课堂讨论课，由各个学习小组提交课堂讨论报告.ppt。课堂讨论报告在讨论课堂上发言，限时7分钟，提问3分钟，每次进行5个报告。课后作业的要求每章完成后布置课后作业，在公共邮箱中发布。公共邮箱地址：Combustion_hit@foxmail.com密码：combustion提交的作业发送到下列邮箱中qiuphua@sina.com参考资料课程内容主参考书《燃烧原理》，陈义良等，航空工业出版社《粉煤燃烧与气化》，J.G.斯穆特，科学出版社《燃烧物理学基础》，付维彪等，机械工业出版社辅助参考书《燃烧理论与化学流体力学》，周力行，科学出版社《

6、高等燃烧学》，岑可法等，浙江大学出版社《化工热力学》，《化学反应工程学》，第一章化学热力学1、本章学习提示燃烧过程的特点反应中放出大量热能具有较高的反应速率高温下存在反应离解和平衡能量的变化机理旧化学键的分裂——吸收一定的能量新化学键的建立——放出一定的能量键能的差额——反应中的能量变化在燃烧学中，化学热力学解决燃烧过程中能量变化的数量、方向和化学平衡问题在研究生阶段，重点解决存在化学平衡的高温反应条件下能量变化的数量、方向和化学平衡问题需要同学们学习的内容如何定量描述化学反应的放热量？在反应物和产物确定的情况下如何求解燃烧反应放热？如何确定燃烧的反应产物

7、组成及反应进行的程度？如何求解绝热燃烧温度？如何提出实际气体的状态方程？如何定量描述反应放热2、有关概念的回顾化合物的生成焓定义：当化学元素在化学反应中构成一种化合物时生成或吸收的能量。为了定量表述方便，定义了一个标准生成焓：各化学元素在298K，1个大气压条件下形成1mol化合物所产生的焓的增量。在生成焓的定义中，反应物一定是自然状态的元素，不能是化合物。如：CO+1/2O=CO产生的能量不是生成焓。222、有关概念的回顾反