燃烧学1-第一章_绪论

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燃烧学 第一章 绪论-精选文档

燃烧学 第一章 绪论-精选文档

二、燃烧理论的发展
• 世纪二十年代到四十年代
– 俄国化学家谢苗诺夫等人由反应动力学和传热传质相 互作用的观点,首次从定量关系上建立了着火及火焰 传播的经典燃烧理论 – 人们已逐渐认识到,限制燃烧过程的往往不是反应动 力学而是传热传质
• 四十年代到五十年代
– 基于扩散燃烧或扩散 — 动力燃烧的观点开始研究了液 滴和炭粒燃烧
锅炉爆炸2
– 1993年,宁波北仑港电 厂配600MW的2019t/h 锅炉燃烧组织不当,炉 膛严重结渣,大渣落下 砸坏水冷壁, (18.2Mpa,360℃)高 压水冲破炉墙,当场烧 死,烫死,窒息死亡19 人,造成严重损失。
配600MW发电机组2019t/h锅炉
四、燃烧学的研究内容
• 燃烧学的研究主要从两方面进行
– 燃烧理论的研究 • 研究燃烧过程所涉及的各种基本现象的机理 • 如燃料的着火、熄火、火焰传播及火焰稳定、预混火焰、扩散
火焰、层流和湍流燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、煤的热解和燃 烧、燃烧产物的形成等过程的机理
– 燃烧技术的研究 • 应用燃烧基本理论解决工程技术中的各种实际燃烧问题 • 如对现有燃烧方法进行分析和改进,对新的燃烧方法进行探索
燃 烧 学
第1章
绪论
一、什么是燃烧?
• 燃烧的定义
– 物质剧烈氧化而出现的发光发热的现象。 – 表现现象是 火 – 火是人类最早发现和应用的现象之一: • 火使人类摆脱了茹毛饮血和黑暗寒冷; • 火使人类进入文明社会,促进人类进步; – 现代社会发展的支撑工业离不开火 • 冶金,制造业 • 能源动力行业:火力发电;汽车、轮船和航空航天
和实践,提高燃料利用范围和利用效率,实现对燃烧过程的控 制,控制燃烧过程中污染物质的生成和排放等等。

燃烧学第01章 绪论

燃烧学第01章 绪论

– 通过流动速度控制NOX
• 煤的液化
– 液化煤燃料的特点:
• 高沸点 \ 宽的沸点范围 \ 高的N \ O \ 灰分含量
– 液化煤燃烧,SOOT \ NOX 排放较石油高
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• 其他代用燃料和混合燃料
• 甲醇 \ 乙醇
– 可以从天然气和煤合成
– 热值小 – 用于汽油机时压升率高
– SOOT \ NOX排放小
– 燃烧过程是这些因素综合作用的结果
– 建立了着火、火焰传播\湍流燃烧的理论
• 20世纪50--60年代,冯卡门\钱学森:
– 用连续介质力学来研究燃烧现象
• 20世纪60年代后期,D. B. Spalding:
– 首次得到层流边界层燃烧过程控制微分方程的数值解 – 在普朗特、雷诺 \ 周培源等人工作基础上,将湍流模型引入燃 烧学的研究,提出一系列湍流输运模型和湍流燃烧模型 – 对一大批燃烧现象和实际燃烧过程进行了数值求解
绪论中国科学技术大学热科学和能源工程系2005年2月11燃烧与火焰燃烧燃料与氧化剂两种组分在空间激烈地发生放热化学反应的过程它伴有发热发光过程即所谓火的现象碳氢化合物等化学性能稳定的燃烧产物的光谱带波长075cc等处于电子激发态的各种自由基组分是由化学反应产生的光辐射不连续光谱带在反应瞬时产生燃烧气体液体或固体燃料的炉膛中完全燃烧产物的辐射主要来自h碳氢化合物燃料和空气的燃烧火焰中特别是层流火焰中的气体具有较高的电离度在电场中火焰发生变形弯曲着火熄火条件发生变化在论文中提出许多物质金属铝铁锡硫磷等燃烧后重量增加接着拉瓦锡很快证明这种物质在空气中含有20确立了燃烧的氧化学说揭开了燃烧的本质20世纪30年代美国化学家刘易斯俄国化学家谢苗诺夫将化学动力学机理引入燃烧研究化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素燧人氏钻木取火无法考证把人和动物分开摩擦生火普罗米修斯古希腊神话为拯救人类从天上偷来火种控制燃烧过程的因素不仅是化学动力学因素还有流动传热传质等物理因素在普朗特雷诺周培源等人工作基础上将湍流模型引入燃烧学的研究提出一系列湍流输运模型和湍流燃烧模型形成了计算燃烧学学科能够定量预测燃烧过程燃烧学在现代工业国防生产生活中的应用通过燃烧矿物燃料获取化学能在世界能源消费份额中在一个相当长的历史时期将仍然占有较大的比重火箭发动机汽车航空船舶等等柴油机10酒精煤油浆重油噪音soot烟粒排放11分层燃烧

《消防燃烧学》讲义(DOC)

《消防燃烧学》讲义(DOC)

第一部分绪论第一节前言一、《消防燃烧学》课程的形成与发展背景所谓燃烧,是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟的现象,在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,就是火灾,它是最常见的灾害之一。

消防燃烧学是研究火灾的发生、发展和熄灭的基本规律,以及防火、防爆和灭火的一般原理的科学。

现在在世界范围内,不仅火灾发生的频率增加,而且火灾向着多样化、复杂化的方向发展,由其引起的直接损失及其防治费用均呈上升趋势。

仅在我国,每年发生火灾十几万起,有6 千人死于火灾,直接经济损失高达50 亿以上。

因此,预防和控制火灾对保障人民生命财产的安全具有极其重要的意义。

为了预防和控制火灾,不仅要增加监测和扑救的人力和装备,更要研究火灾燃烧发生、发展和熄灭的基本规律及防火、防爆和灭火的一般原理,把火灾防治建立在对火灾燃烧过程科学认识的基础上,为火灾的预防与控制提供理论指导和基础数据,以不断适应当今消防科技发展进程中火灾认识科学化和火灾预防与控制工程化这一深刻变革,顺应新形势下消防工作对高素质、专家型人才培养的要求。

所有这些,为《消防燃烧学》课程的形成与发展提供了深厚的现实背景。

二、《消防燃烧学》课程的主要内容1、物理、化学基础——包括燃烧反应速度、热量传递和物质传递理论以及燃烧有关参数的计算等内容。

2、着火、灭火理论——包括可燃物着火方式、热着火理论、链锁反应理论、着火和灭火条件、着火感应期、最小引燃能以及火焰传播等内容。

3、可燃物质燃烧特点——包括可燃气体爆炸条件、爆轰理论、有关参量计算及其预防措施;可燃液体闪燃规律、石油及其产品着火后的沸溢和喷溅问题;可燃固体的燃烧模式、阻燃机理、粉尘和火炸药爆炸问题。

4、室内火灾燃烧特征——包括室内火灾燃烧的主要特点、发展阶段、轰燃的本质与特点、烟气的流动特征、室内火灾过程的计算机模拟、火灾模化相似理论等。

5、火灾燃烧实验技术——包括各类可燃物质燃烧或爆炸的特性及有关参数测定;火灾模化实验;计算机模拟技术,等等。

《燃烧爆炸化学基础》PPT课件

《燃烧爆炸化学基础》PPT课件
特点
➢工程性强 ➢涉及面广 ➢内容丰富
§1-4 课程特点、要求及参考 书
要求
➢ 熟悉常用燃料的基本性质 ➢ 掌握燃烧过程的基本理论与规律 ➢ 掌握各种燃料的燃烧方法与特点
反应动力学是影响燃烧速率的重要因素,并发现燃烧反应具有链锁反应 的特点,从而奠定了燃烧理论的基础。
§1-3 燃烧学的发展史
二十ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纪三十~五十年代: 研究发现限制和控制燃烧过程不仅有化学动力学因素,还有传热、传质
及流动的影响,是相互影响、综合作用的结果。
二十世纪初五十年代后: 冯卡门(Von Karman)、钱学森建立了化学流体力学,首先提出用连续介
十八世纪中叶: 罗蒙诺索夫(1756)、拉瓦锡(1777)首先正确阐明燃烧的本质:可
燃物质氧化的学说。
§1-3 燃烧学的发展史
十九世纪: 热化学及热力学的发展,燃烧过程被作为热力平衡系来研究,得出
了燃烧过程中一些重要的静态特性参数:燃烧热、绝热燃烧温度、燃烧 产物平衡成份的规律性等。
二十世纪初: 刘易斯(B.Lewis)、谢苗诺夫研究了化学反应动力学机理,提出化学
介绍燃烧化学动力学基础,以及着火理 论、火焰传播及火焰稳定机理等。
§1-1 本书的主要内容
燃料的燃烧过程、燃烧方法及燃烧装置
介绍气体燃料、液体燃料及固体燃料的 燃烧过程与燃烧规律,介绍工程上实际采用 的燃烧方法及一些典型的燃烧装置。
燃烧过程引起的污染与防治
介绍燃烧产生的各种污染物及控制和减 少这些污染物对大气污染的基本方法与途径。
燃烧与环境保护
燃烧产物
危害
粉尘 CO、CmHn
漂浮于大气中,对植物生长、 人的呼吸系统有危害
有毒、致癌
Nox、SO2 酸雨、光烟雾

工程燃烧学复习要点

工程燃烧学复习要点

绪论、第一章1、从正负两方面论述研究燃烧的意义。

(P5)①研究如何提高燃烧效率,保证燃烧过程的稳定性和安全性,节约能源,并充分利用新能源;②如何防止抑制火灾及矿井瓦斯或具有粉尘工厂存在的爆炸危险性,减少有用燃烧过程中的工业污染问题。

2、不同的学科研究燃烧学各有什么侧重点?(P5)实验研究:对于生产中提出的燃烧技术问题主要还只能通过实验来解决。

并发展出诊断燃烧学。

理论分析:主要为各种燃烧过程的基本现象建立和提供一般性的物理概念,从物理本质上对各种影响因素做出定性分析,从而对实验研究和数据处理指出合理、正确的方向。

3、从化学观点看,燃烧反应具有的特征是什么?(物质能量总体是下降的)(P6)氧化剂和燃料的分子间进行着激烈的快速化学反应,原来的分子结构被破坏,原子的外层电子重新组合,经过一系列中间产物的变化,最后生成最终燃烧产物。

这一过程,物质总的热量是降低的,降低的能量大都以热和光的形式释放而形成火焰。

4、燃烧过程的外部特征是什么?①剧烈的氧化还原反应②放出大量的热③发光5、化学爆炸与火灾的关系?(PPT)1)紧密联系,相伴发生2)某些物质的火灾和爆炸具有相同的本质,都是可燃物与氧化剂的化学反应。

3)主要区别:燃烧是稳定的和连续进行的,能量的释放比较缓慢,而爆炸是瞬时完成的,可在瞬间突然释放大量能量。

4)同一物质在一种条件下可以燃烧,在另一种条件下可以爆炸。

(煤块燃烧与煤粉爆炸)5)在存放有易燃易爆物品较多的场合和某些生产过程中,可发生火灾爆炸的连锁反应,先爆炸后燃烧、先燃烧后爆炸。

6、按化学反应和物理过程之间的关系,燃烧包括哪三种类型?(P5)1)动力燃烧(动力火焰):主要受燃烧过程中的化学动力因素所控制,如着火、爆炸;2)扩散燃烧(扩散火焰):主要受流动、扩散和物理混合等因素控制,如液体燃料滴、碳粒、蜡烛;3)预混燃烧(预混火焰):此时化学动力因素和物理混合因素差不多起同样重要的作用,如汽油发动机、家用煤气炉。

燃烧学第一章

燃烧学第一章

第1章燃烧化学基础1.1 燃烧的本质和条件1.1.1 燃烧的本质所谓燃烧,就是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟的现象。

燃烧区的温度很高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光;发光的气相燃烧区就是火焰,它的存在是燃烧过程中最明显的标志;由于燃烧不完全等原因,会使产物中混有一些微小颗粒,这样就形成了烟。

从本质上说,燃烧是一种氧化还原反应,但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。

如果燃烧反应速度极快,则因高温条件下产生的气体和周围气体共同膨胀作用,使反应能量直接转变为机械功,在压力释放的同时产生强光、热和声响,这就是所谓的爆炸。

它与燃烧没有本质差别,而是燃烧的常见表现形式。

现在,人们发现很多燃烧反应不是直接进行的,而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。

这里,游离基的链锁反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。

1.1.2 燃烧的条件及其在消防中的应用1.1.2.1 燃烧的条件燃烧现象十分普遍,但其发生必须具备一定的条件。

作为一种特殊的氧化还原反应,燃烧反应必须有氧化剂和还原剂参加,此外还要有引发燃烧的能源。

1.可燃物(还原剂)不论是气体、液体还是固体,也不论是金属还是非金属、无机物还是有机物,凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物,如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。

2.助燃物(氧化剂)凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质,都叫做助燃物,如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。

空气是最常见的助燃物,以后如无特别说明,可燃物的燃烧都是指在空气中进行的。

3.点火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称为点火源,如明火、高温表面、摩擦与冲击、自然发热、化学反应热、电火花、光热射线等。

上述三个条件通常被称为燃烧三要素。

但是即使具备了三要素并且相互结合、相互作用,燃烧也不一定发生。

燃烧学—第一章

燃烧学—第一章

安全工程学院-齐黎明
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《燃烧学》--第一章
4.3燃烧学的研究方法 燃烧学的研究方法包括统计分析法、模拟研 究法和实体实验法。 1、燃烧的化学基础 2、燃烧的物理基础 3、着火和灭火理论 4、可燃气体的燃烧 5、可燃液体的燃烧 6、可燃固体的燃烧 基础理论
燃 烧 学
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《燃烧学》--第一章
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《燃烧学》--第一章
重点实验室
煤燃烧国家重点实验室---华中科技大学 内燃机燃烧学国家重点实验室---天津大学 煤的清洁燃烧技术国家重点实验室---清华大学 火灾科学国家重点实验室---中国科学技术大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室---矿大 国家电站燃烧工程技术研究中心---辽宁 清华大学国家煤燃烧工程研究中心---清华大学 哈尔滨工业大学燃烧工程研究所--哈尔滨工业大学 国家水煤浆工程技术研究中心浙江大学燃烧技术研究 所---浙江大学 上海交通大学燃烧与环境中心---上海交通大学
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《燃烧学》--第一章
2.3目的和意义 学习研究各种可燃物的着火条件――――防火 学习研究物质爆炸规律―――预防爆炸 学习研究燃烧、蔓延规律、熄灭―――灭火,减 少损失 学习研究燃烧烟气特性――――防排烟,减少人 员伤亡
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《燃烧学》--第一章
三、火灾防治措施 建立消防队伍和机构、研制各种防灭火设备、 制定相关防灭火法规、研究火灾机理和规律及调 动社会各界力量投入防灭火。 四、燃烧学的研究对象和方法 4.1燃烧学的研究对象 1、燃烧理论的研究。2、燃烧技术的研究。
怎么产生的呢?
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(完整)工程燃烧学复习要点

(完整)工程燃烧学复习要点

思考题第一章绪论1、燃烧的定义(氧化学说):燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激烈的氧化反应并释放大量热量的现象。

2、化石燃料燃烧的主要污染排放物?烟尘,硫氧化物,氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。

3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体,这种火的微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在,大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰,它弥散于大气之中变给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。

第二章燃料1.什么叫燃料?它应具备哪些基本要求?是指在燃烧过程中能释放出大量热量,该热量又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质.物质作为燃料的条件:(1)能在燃烧时释放出大量热量;(2)能方便且很好的燃烧;(3)自然界蕴藏量丰富,易于开采且价格低廉;(4)燃烧产物对人类、自然界、环境危害小2.化石燃料主要包括那些燃料?(煤,石油,天然气)3.燃料分类方法?燃料按物态分类及其典型代表燃料(1 固体燃料(煤炭)2 液体燃料(石油、酒精)2气体燃料(天然气、氢气)4.燃料的组成,固液体燃料的元素组成都有那些? 固体燃料是各种有机化合物的混合物。

混合物的元素组成为:C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。

其元素组成亦为:C、H、O、N、S、A、M5.气体燃料的主要组成成分有哪些?气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混合物:CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。

6.燃料分析有几种,分别是什么?(1)工业分析组成(测定燃料中水分(M)、挥发分(V)灰分(A)和固定碳(FC)等4种组分的含量)。

;(2) 元素分析组成(用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O) 以及灰分(A)和水分(M)的含量);(3)成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?可燃成分:(碳(最主要的可燃元素,氢(发热值最高的可燃元素)硫(有机硫、黄铁矿硫:可燃烧释放出热量,合称为可燃硫或挥发硫。

燃烧理论第1章补充

燃烧理论第1章补充

第1章绪论1.1 引言火灾是国内外安全工作者特别关心的问题之一。

目前世界上每年都要发生各种情况的火灾,给社会经济、人民生命财产造成无法估量的损失。

燃烧学是研究火灾防治方法及技术的基础。

同时,燃烧在工业部门有着广泛的应用背景。

在世界总体能源结构中,以燃烧方式提供的能源所占比例高达80-85%。

燃烧技术不仅在冶金、电力、机械、化工、轻工、交通、农机等各生产领域得到了广泛的应用,而且还渗透到日常生活的各个方面(如抽烟、烧饭、汽车等等)。

对于航空、航天、兵器这些特殊的技术领域,更是完全建筑在以燃烧技术为核心的综合技术基础之上。

可以说没有燃烧就没有我们的现代文明。

强化燃烧、节约能源、防火灭火、防止污染这四大问题是当今燃烧技术发展最迫切、最热门的课题。

因此,燃烧学是安全工程专业及其它与燃烧过程有关专业的一门重要技术基础课。

学好本课程对知识面的拓宽及综合能力的培养有着极其重要的意义。

从化学观点看,在燃烧过程中,原来物质的分子结构遭到破坏,原子中的外层电子重新组合,经过一系列中间产物的变迁,最后产生了新的物质,即燃烧产物。

在化学反应中,总的位能降低了,即所谓化学能降低了。

这部分能量大都以热能和光能的形式释放出来,表观上形成了火焰。

从物理观点看,燃烧过程总是发生在物质流动系统中,这种流动可能是均相流也可能是多相流,流态可能是层流也可能是湍流;其次,燃烧现象总是在不均匀物质场条件下进行,多种物质组分间的混合、扩散在不断地进行着,甚至外界环境(如电磁场、重力场)对燃烧还会产生显著地影响。

因此燃烧是一种物理和化学的综合变化过程,是一个复杂的不断变化着的动态过程。

它是一门交叉学科。

学习燃烧理论既要求有化学热力学及化学反应动力学的一些基本知识,又需要对流体力学、传热与传质等学科的知识有一定的了解。

由于燃烧的复杂性,人们通常只按照自己的专业需要去研究燃烧中的某一方面的问题,例如:化学家-- 研究燃烧的反应机理、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成机理等问题;热能工程师-- 研究锅炉等燃烧设备的设计,煤等燃料的燃烧技术及燃烧中的流体力学、传热、传质等热物理现象,燃烧设备的管理使用,燃烧能量的合理使用等;汽车发动机专家-- 研究内燃机的设计,汽油、柴油等燃料的间隙式燃烧技术及作功效率等;飞机发动机专家-- 研究航空发动机,航空燃料的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等;火箭发动机专家-- 研究火箭发动机,推进剂的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等;安全专家-- 研究火灾的防治,关心的是各种可燃物的着火、燃烧、爆炸及火焰熄灭等。

《消防燃烧学》教案

《消防燃烧学》教案

教案
课程名称:消防燃烧学
教研室:火灾理论
教员姓名:徐晓楠
技术职称:教授
教学对象:工程二队
武警学院消防工程系
消防燃烧学教案1
消防燃烧学教案2
消防燃烧学教案3
消防燃烧学教案4
消防燃烧学教案5
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消防燃烧学教案24
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青年人首先要树雄心,立大志,其次就要决心作一个有用的人才。

燃烧学第一章(消防安全类)

燃烧学第一章(消防安全类)

《燃烧学》--第一章
例1-1:求5 kg木材完全燃烧所需要的理论空气量。已知木材 的质量百分数组分为: C - 43% , H - 7% , O - 41% , N - 2%,W-6%,A-1%。 解:依据上述有关公式,燃烧1 kg此木材所需理论氧气体积为
V0,O2 ( C H S O ) 22.4 10 2 12 4 32 32 43 7 41 ( ) 22.4 10 2 0.91(m 3 ) 12 4 32
《燃烧学》--第一章
助燃物
氧化剂:如氧气,氯气,浓硫酸,过氧化钠 特例:炸药(氧平衡)
点火源
引燃物质燃烧的点燃能源 种类有:
o o o o o o
火焰:直接点燃,热辐射 高温物体:如电熨斗、火星 电火花:电气火花,静电火花 机械能:撞击、摩擦、气体压缩 光能 化学能
《燃烧学》--第一章
越厉害 (2)存在自由氧(氧气供应不足,且燃料与空气混合不好而造 成的不完全燃烧)
B V yq V yq 1.88VCO 1.88VH 2 9.52VCH 4 4.76VO2


o 剩余氧气量大时,烟气量增加;剩余氧气量很小时,烟气量
减少
《燃烧学》--第一章
1.4 燃烧热的计算
因此,完全燃烧1 m3这种煤气所需理论空气体积为
V 0 , air
V 0 ,O 2
1 3 m 1 4 .76 CO H 2 H 2 S ( n )C n H m O 2 10 2 0 .21 2 2 4 2
1 1 4.76 6.8 57 56 .1 10 2 4.188 m 3 2 2

《高等燃烧学》习题集与解答

《高等燃烧学》习题集与解答

《高等燃烧学》习题集与解答第一章绪论1、什么叫燃烧?答:燃烧标准化学定义:燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。

燃烧的广义定义:燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应,不一定要有氧气参加。

2、燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征。

答:燃烧的本质是一种氧化还原反应。

它的特征是:放热、发光、发烟并伴有火焰。

3、如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件,可以提出哪些防火和灭火方法?答:可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素,要发生燃烧,可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度,点火源要有一定的温度和足够的热量。

根据燃烧的条件,可以提出一下防火和灭火的方法:防火方法:a、控制可燃物;b、隔绝空气;c、清除点火源灭火方法:a、隔离法;b、窒息法;c、冷却法;d、抑制法4、我国目前能源与环境的现状怎样?电力市场的现状如何?如何看待燃烧科学的发展前景?答:我国目前能源环境现状:一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富,但是分布不均匀,煤炭资源60%以上在华北,水力资源70%以上在西南,而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。

虽然在生产方面,自解放后,能源开发的增长速度也是比较快,但由于我国人口众多,且人口增长快,造成我国人均能源消费量水平低下,仅为每人每年0.9吨标准煤,而1吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。

二、能源构成以煤为主,燃煤严重污染环境从目前状况看,煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上,成为我国主要的能源,煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。

以煤为主的能源构成以及62%的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用,成为我国大气污染严重的主要根源。

据历年的资料估算,燃煤排放的主要大气污染物,如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等,对我国城市的大气污染的危害已十分突出:污染严重、尤其是降尘量大;污染冬天比夏天严重;我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨;能源的利用率低增加了煤的消耗量。

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“火” 剧烈氧化
如喷气发动机中的燃烧
急速的燃烧
氧化140~150万年前,“摩擦生火第爆炸一(次有限 使空人间类中的支)配急了速燃烧 一种自然缓力慢氧 ,化从而如最呼终吸把和金人属和锈动蚀等物分开”
自燃(从缓慢氧化转变成剧烈氧化)
西安交通大学能源与动力工程学

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现代燃烧学的确立
17世纪末,德国斯塔尔(stahl)提出了燃素论
西安交通大学能源与动力工程学

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燃料分类
类 别 天然燃料
人工燃料
木柴,泥煤,
固体燃料
烟煤,无烟煤, 石煤,油页岩
木炭,焦炭,泥煤砖,煤矸石,甘蔗渣,可 燃垃圾等
等(可燃冰)
液体燃料
石油
汽油,煤油,柴油,甲醇,乙醇,二甲醚, 水煤浆
气体燃料
天然气,煤层 气,页岩气
高炉煤气,发生炉煤气,焦炉煤气,液化石 油气
燃烧学
西安交通大学能源与动力工程学院
教材:燃烧学 第2版 主编:徐通模 惠世恩 书号:978-7-111-55429-5 出版社:机械工业出版社
西安交通大学能源与动力工程学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

1
第一章 绪 论
1.1 燃烧概述 1.2 常见的燃烧设备
西安交通大学能源与动力工程学

2
1.1 燃烧概述
燃 烧 是物 质 因 剧平烈静氧的燃化烧而发即光通、常的 发燃热烧的 现 象- -
西安交通大学能源与动力工程学

6
燃烧科学的应用
全世界的能源结构以石油和煤为主,石油和煤的主要利用 方式——燃烧;
燃料中存在有害物质:烟尘、灰、SOx、NOx →污染环境 →酸雨、温室效应等。改善燃烧工艺,控制
燃烧过程,发展洁净燃烧技术。
西安交通大学能源与动力工程学

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1.2 常见的燃烧设备与燃料
18世纪中叶,法国化学家拉瓦锡和俄国科学家罗蒙诺 索夫根据他们的实验,分别提出燃烧是物质氧化的理 论。
1774年普利斯特列发现了氧。拉瓦锡的燃烧学说得到 确立,开始了揭开燃烧学本质的过程。
西安交通大学能源与动力工程学

4
现代燃烧学的确立
19世纪,阐明了燃烧过程中重要的平衡热力 学特性。
20世纪30年代,美国化学家刘易斯和
西安交通大学能源与动力工程学

13
电站煤西安粉交锅通大炉学系能源统与简动力图工程学

8
链条锅炉
从炉排前部观察的商品型煤燃尽状态
从炉排后部观察的商品型煤燃尽状态
西安交通大学能源与动力工程学

9
内燃机
西安交通大学能源与动力工程学

10
燃气轮机,涡轮/涡扇发动机
西安交通大学能源与动力工程学

11
火箭发动机
液体火箭发动机
固体火箭发动机
俄国谢苗诺夫将化学动力学的机理引
入燃烧研究,认为化学反应动力学是
影响燃烧速率的重要因素,初步奠定
了燃烧理论的基础 。
西安交通大学能源与动力工程学

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现代燃烧学的发展
30~50年代,卡门、钱学森提出用连续介质力学 研究燃烧—“反应流体力学”。
20世纪60年代,Spalding首先得到了层流边界层燃 烧过程控制微分方程数值解,此后引入湍流模型, 形成了“计算燃烧学”。
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