燃烧学试卷答案

一、单选题（2分/个）
1、不属于常用防止脱火的措施的为：D
A喉口加装收缩段，但喉口直径不变B加稳焰器C使用冷却装置D利用钝体
2、下列关系不正确的是：B
A液体燃烧的过程包括雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧B油滴燃烧属于预混燃烧
C提高燃烧室的温度水平有利于强化油雾燃烧 D异相燃烧是指不同相的物质之间发生的3、碳的（）反应是自我促进的，而（）反应是自我抑制。

A
A氧化/气化 B气化/氧化 C还原/氧化D氧化/还原
4、已知燃料成分，下列量可以确定的是：D
A着火温度B理论发热温度C理论燃烧温度D实际燃烧温度
5、影响碳球燃尽速度的主要因素是：D
A碳球表面二氧化碳浓度B碳球燃尽时间C碳球直径D碳球表面氧气浓度分
6、涡轮增压装置对汽车发动机的作用不包括：D
A能提高汽车发动机内的燃料气体的化学反应速度
B能减少汽车发动机内燃料气体的燃烧
C提高汽车发动机的功率
D能提高汽车发动机内燃料气体理论发热温度
7、能用来描述动量、热量和质量相似的准则数是：C
A普朗特数，雷诺数，努塞尔特数和舍伍德数
B普朗特数，施密特数，努塞尔特数和
C普朗特数，施密特数，努塞尔特数和舍伍德数
D普朗特数，施密特数，努塞尔特数和雷诺数
8、依靠传热与传质进行火焰传播的是：C
A爆震B爆炸C正常传播D爆燃
9、对于影响自燃着火温度的描述，不正确的是：D
A散热系数减少有利于着火B燃料活性强易着火
C系统初始温度升高容易着火D产热散热相等有利于着火
10、静止空气中球形碳粒燃烧，当温度为900℃时：B
A只存在二次反应B一次反应，二次反应并存C只存在一次反应D以上都不对
二、辨析题（判断正误，错误的说明理由，5分/个）
1、复杂反应所形成的最终产物由几步反应所完成，故可用质量作用定律直接按反应方程判断反应物浓度关系。

答：错。

复杂反应，所形成的最终产物是由几步反应所完成的，故化学反应方程式并非表示整个化学反应的真实过程，故无法用质量作用定律直接按反应方程判断反应速度与反应物浓度关系
2、家用煤球炉在800多摄氏度能稳定燃烧，而大型煤粉炉要在1300℃以上才能稳定燃烧，因此，由细小煤粉反应活性好的理论可以得知：因此家用煤球炉比大型煤粉炉更实用。

答：停留时间是影响燃烧热工况的很重要的一个因素。

停留时间越长，燃烧热工况越好。

家用煤球炉中，煤的停留时间可以达到几个小时，而大型煤粉炉中，煤粉颗粒在炉膛内却只能停留2到5秒，因此家用煤球炉在较低温度下即可以维持燃烧稳定，而大型煤粉炉却需要较高炉膛温度来维持燃烧稳定。

3、所谓爆燃是指火焰锋面以导热和对流的方式下传热给可燃混合物引起的火焰传播，也可能有粉燃烧时的火焰传播可能以辐射为主，也有可能为对流和辐射并重，传播速度较低
（1~3m/S ）传播过程稳定。

答：错。

绝热压缩引起的火焰传播，是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度升高而引起化学反应，从而使燃烧波不断向未燃气推进，传播速度大于1000m/s ，大于声速。

如爆炸、压燃式内燃机的火焰传播。

4、自燃的必要条件是指产热散热相等或产热散热变化率相等。

答：对。

三、简答题（10分/个）
1、什么叫强迫着火？请图示强迫着火的过程。

热壁面强波点燃的临界条件是什么？其物理意义是什么？
答：强迫着火是指借助外部能量（固壁、火花塞），使其局部着火，依靠炽热物体向周围可燃混合气散热，在边界层中可燃混合物由于温度升高而进行化学反应，反应产热使气体温度不断升高而着火，火焰就传播到整个可燃混合物当中。

如图示，当炙热物温度T
w 为一定值，使边界
层的温度分布达到右图所示时，边界层内气体与固壁之间已无热交换，气体边界层一点一点向混合气推进，使混合气T 升高，这是主流着火的临界条件。

T w 进一步升高时边界层内混合气化学反应
加速，产热增多，边界层内温度快速上升，高温的边界层将向混合气导热，一层层的混合气化学反应加速，高温区扩大，最终整个主流的可燃气着火，如图所示。

热壁面强波点燃的临界条件：若T w 升高，则
可燃气体化学反应速度w 升高，放热量随之上升，（dT/dx ）w 上升，总可以找到这样的温度T w2，使炽热物表面与气体没有热量
交换，在壁面处（dT/dx ）w=0，这样的T w2为临界温度，称强迫点燃温度。

其物理意义是在炽热物体壁面的温度梯度等于零，边界处的放热率等于散热铝。

2、试用粒径平方-直线定律分析影响油滴燃烧的条件和因素。

点火环
如图所示，当火焰稳定时，混合气体在火焰锋面法向的分速度就等于气体火焰的传播速度，测量空气与燃气流量，可得混合气体流量，根据已知的喷嘴直径，可计算出混合气体的流速，再测量火焰的高度，算出火焰圆锥投影的半角，既可得到混合气体在火焰锋面法向的分速度—气体火焰传播速度。

测量过程： 1，分别测出空气与燃气的流量
kq Q 和rq Q （根据流量计的不同，
可能需要修正）计算总的混合气体流量kq rq +Q Q Q =
2，测出喷嘴内径R ，计算出喷嘴截面积2A R π=,从而可以算出混合气体流速
/W Q A =
3，测量火焰高度h ，可计算出火焰圆锥投影半角
sin θ=
综上可得，测得的层流火焰传播速度表达式为+sin ce Q Q U W θ==
3、试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下和周围气体换热的Nu 数。

4、为什么说扩散火焰不容易脱火也不容易回火？为什么全预混火焰既容易脱火也容易回火？
四、应用题（20分）
为什么说扩散火焰不容易脱火也不容易回火？为什么全预混火焰既容易脱火也容易回火？ 区域的图进行解释。

当?1K =0，纯扩散火焰，不可能回火，因为管道中
没有氧气，火焰传播速度为0。

也不易脱火，因
为，随着燃料在环境中的扩散，与氧气混合，火
焰传播速度上升，而流速却在扩散过程中不断下
降，很容易出现火焰稳定点。

火焰极为稳定，但
化学不完全燃烧损失大。

10.4~0.7k α=，稳定趋于很大，运行较为可靠，
混合物中火焰传播速度很低，不容易回火，与纯
扩散火焰类似，随着燃料在环境中的扩散，与氧
气混合，火焰传播速度上升，火焰传播速度上升,
而流速却在扩散过程中不断下降，很容易出现火焰稳定点。

1k α太小时，气体中烃缺氧，发生高温裂解，产生炭黑，火焰呈明亮黄色，发光火焰，黑度大，有利于炉内传热。

11k α≥时，既容易回火，也容易脱火，火焰很不稳定。

火焰传播速度很快，管道内供氧充分，很容易回火。

混合气流离开喷嘴以后，火焰传播速度不断下降，虽然流速也不断下降，但是，火焰传播。