许多工程领域的学生对于燃烧和燃烧应用有着浓厚的兴趣。本课程提供一个学期的学习内容,共分十二讲,除第一讲引言外,其余课程分为二个大的部分:第一部分介绍燃烧所涉及的各种科学基础,包含6讲;第二部分介绍各种典型燃烧火焰的建模和实际应用的燃烧装置,包含5讲。第一讲定义了燃烧和火焰的种类,同时特别介绍了燃烧学的研究方法,引入了各种燃烧现象。燃烧学习所需的热化学知识在第二讲中引入。第三讲引入了燃烧过程最重要的传质现象,浓度梯度引起的表面蒸发和相变引起的斯蒂芬流现象的分析。第四、第五讲主要是提供化学动力学方面的内容,其中第四讲中引入最基本的概念,第五讲中引入燃烧中最重要的化学动力学反应。第六讲主要讲解如何将化学动力学与热力学进行融合,引入了定压、定容、均匀搅拌和塞状流四种典型的燃烧反应器模型。第七讲是反应流的简化守恒方程,这构成了后半部分的研究基础。第八讲到第十二讲介绍各种实际火焰的建模与分析处理方法。第八讲引入层流预混火焰,第九讲引入层流非预混火焰,这两章提供了分析所有火焰现象的基础。第十讲专门介绍液滴蒸发与燃烧的分析方法。第十一讲中引入了固体燃料的燃烧,其中最基础的是碳的燃烧。第十二讲简单介绍湍流燃烧的基本知识。
Overview
Syllabus
- 第一章 导论
- 1.1 我们为什么要学习燃烧理论
- 1.2 什么是燃烧:定义与现象
- 1.3 燃烧科学发展简史
- 1.4 燃烧科学的研究方法
- 1.5 课程的结构
- 第二章 燃烧与热化学
- 2.1 概述
- 2.2 状态参数复习
- 2.3 热力学第一定律
- 2.4 反应物和生成物的混合物
- 2.5 绝热燃烧温度
- 2.6 化学平衡
- 2.7 燃烧的平衡产物
- 2.8 应用
- 2.9 小结
- 第三章 传质引论
- 3.1 传质概述
- 3.2 传质理论基础
- 3.3 传质应用实例
- 3.4 小结
- 第四章 化学动力学
- 4.1 概述
- 4.2 总包反应与基元反应
- 4.3 基元反应速率
- 4.4 多步反应机理的反应速率
- 4.5 简化机理(选修)
- 4.6 催化和非均相反应(选修)
- 4.7 小结
- 第五章 一些重要的化学机理
- 5.1 概述
- 5.2 H2-O2系统
- 5.3 一氧化碳的氧化
- 5.4 高链烷烃的氧化
- 5.5 甲烷燃烧
- 5.6 氮氧化物
- 5.7 小结
- 第六章 反应系统化学与热分析的耦合
- 6.1 概述
- 6.2 定压-定质量反应器
- 6.3 定容-定质量反应器
- 6.4 全混流反应器
- 6.5 柱塞流反应器
- 6.6 燃烧系统建模中的应用及小结
- 第七章 反应流的简化守恒方程
- 7.1 概述和总质量守恒
- 7.2 组分质量守恒
- 7.3 多组分扩散(选修)
- 7.4 动量守恒方程(选修)
- 7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式
- 7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义
- 第八章 层流预混火焰
- 8.1 概述及物理描述
- 8.2 层流火焰分析
- 8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素
- 8.4 熄火、可燃性和点火
- 8.5 火焰稳定及小结
- 第九章 层流非预混火焰
- 9.1 概述
- 9.2 无反应的恒定密度层流射流
- 9.3 射流火焰的物理描述
- 9.4 简化理论描述
- 9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度
- 9.6 碳烟的形成和分解
- 9.7 对冲火焰(选修)
- 9.8 小结
- 第十章 液滴的蒸发与燃烧
- 10.1 概述
- 10.2 液滴蒸发的简单模型
- 10.3 液滴燃烧的简化模型
- 10.4 一维蒸发控制燃烧
- 10.5 小结
- 第十一章 固体燃烧
- 11.1 概述及燃煤锅炉
- 11.2 非均相反应
- 11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型
- 11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型
- 11.5 颗粒燃烧速度
- 11.6 煤的热解及燃烧
- 第十二章 湍流燃烧入门(选修)
- 12.1 概述
- 12.2 湍流现象与描述
- 12.3 湍流尺度
- 12.4 湍流模型
- 12.5 湍流预混火焰
- 12.6 湍流非预混火焰
- 12.7 湍流燃烧小结
- 课程总结
- 课程总结
- 期末考试
Taught by
Qiang Yao and Shuiqing Li