《燃烧学》习题

《燃烧学》习题

第一章燃烧的化学基础习题

1.解释下列基本概念:

(1)燃烧(2)火灾(3)烟(4)热容

(5)生成热(6)标准燃烧热(7)热值(8)低热值

2.燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征.

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?

5.物质浓度、体系温度和反应活化对反应速度速率有何影响?

6.燃烧反应速度方程是如何得出的?在该方程中，KOS(KOS’)和ES是否有直接的物理意义?为什么?

8.举例说明燃烧产物(包指烟)有哪些毒害作用?其危害性主要体现在哪几个方面?

9.试求出在p＝1atm、T=273K下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。

10.已知木材的组成为:C-46%、H-6.0%、O-37.0%、N-2.0%、W-9.0%，问在p＝1atm、T=273K下木材完全燃烧产物体积是多少?

11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在1.5atm、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。(空气消耗系数数取1.5)

l2.已知煤气成分为:C2H4-48%、H2-37.2%、CH4-26.7%、C3H6-1.3%、CO-4.6%、CO2-10.7%、N2-12.7%、02-2.0%，假定P=1atm、T=273K、空气处于干燥状态，问燃烧1m3煤气

(1)理论空气量是多少m3？

(2)各种燃烧产物是多少m3?

(3)总燃烧产物是多少m3?

l3.焦炉煤气的组成为:CH4-22.5%、H2-57%、C2H2-3.7%、CO–6.8%、CO2-2.3%、N2-4.7%、H20-3.0%，(体积百分数.在1.2atm、25℃的条件下燃烧3m3的这种煤气，实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度分别是多少?(空气消耗系数取1.2)

14.试求燃烧lkg甲醇、乙醇和丙醇的混合物(混合质量比为56:30:20)的理论需要空气味积.

15.什么叫做恒压热容、恒容热容?什么叫做平均热容?

16.在常压下1000Kg甲烷由260℃开温至538℃所需的热量QP是多少？

17.已知某可燃物燃烧后的产物组成为：CO2-9%、N2-67%、H20-22%、O2-2%.试分别精确计算和粗略计算4m3的这种产物从0℃上升导1727℃所需要的热量.

18.试求甲醇在25℃条件下的标准燃烧热.

19.试用气相苯乙烯(C6H5C2H6)的标准燃烧热求它的标准生成热。

20.已知木材的组成为：C-43%、H-7%、O-41%、N-2%、W-7%.求5公斤木材在25℃下燃烧的发热量。

2l.已知煤气的成份(见计算题12所列)，试求4m3的该种煤气在25℃下燃烧的发热量。

22.试估算3Kg的某种木材燃烧的高、低热值。这种木材的组成见11题所列。

23.已知氢气的质量热值为119480KJ/Kg，试求氢气的标准燃烧热和体积热值分别是多少？

24.已知木材的组成见11题所列，试估算这种木材的理论燃烧温度。

25.已知条件与第14题相同，试求这种混合物的理论燃烧温度。

26.已知烟煤的组成为:C-76%、H-4.5%、O-3.5%、S–4.7%、N-1.8%、W-3%、灰-6.5%，求在超量空气系数1.5时候的P=1atm、T=298K下的

(1)实际空气需要量是多少m3?

(2)各种燃烧产物体积是多少m3?

(3)理论燃烧温度是多少m3?

27.含有两倍完全燃烧甲烷成二氧化碳和水所必须的甲烷-空气混合物.在P=1atm、T=298K下它的

理论燃烧温度是多少?

第二章燃烧的物理基础习题

1.热量传递有哪几种方式?举例比较说明这几种传热方式各有什么特征。

2.金属板上放置一个小型加热炉，为减少炉底对板面的热损失，其间放置一块导热系数为0.058W/mk的绝缘平饭，绝缘平板上表面温度保持为90℃和25℃.为使每平方米绝缘平板的热损失小于200W/m2，试计算绝缘平板所需的厚度.

3.热平壁周围的环境温度为20℃，壁面敷设厚30mm的隔热层.隔热材料的导热系数为0.2W/mK，隔热层和平壁接触的表面温度为230℃，而其外表面的温度为40℃.试求隔热层外表面与介质之间的对派换热系数.

4.相距甚近、彼此平行的二黑体平表面，若:(1)表面温度分别为100OK和800K;(2)表面温度分别为400K和

200K.试求这两种情况下辐射换热量之比。

5.一混凝土两侧壁温保持T1和T2，由于混凝土的固化，单位时间内、单位体积释放的热量(即内热源强度)为Q，设导热系数K为定值，导热过程处于稳态.

(l)求墙内温度分布的表达式;

(2)设墙厚0.5m，t1＝t2＝20℃，Q＝80W/m2，K=1.2W/Mk，求墙内的最高温度。

6.一台锅炉的炉墙由三层材料叠合组成，最里面是耐火粘土砖，厚115mm，导热系数为1.12W/m.K;中间硅藻土

砖厚125mm，导热系数0.112W/m.K;接外层为石棉板，厚70mm，导热系数为0.116W/m.K。巳知炉墙内、外表面温度分别为495℃和60℃.试求每平方米炉墙每小时的热损失及耐火粘土砖与硅藻土砖分界面上的温度.

7.导热系数为380W/m.K的钢板厚3mm，两侧均紧贴导热系数为16W/mk厚2mm的不锈钢板，不锈钢板外侧壁温分别为400℃和100℃.试求钢板内部的温度分布情况和导过平壁的热流密度.

8.试以傅里叶定律导出单层圆筒壁中稳态导热方程。

9.一平壁厚1Ocm，两侧壁温为300℃和100℃，平壁材料的导热系数为K=0.099(1+0.0002t)W/mk.求通过平壁的热流密度，并作出平壁内的温度分布曲线.

10.一外直径150mm，壁温250℃的管道，外敷导热系数为0.12W/mk的蛭石保温材料，为使单位长度的热损失不大于160W/m，求蛭石层的厚度.设蛭石层外测壁温为40℃。

l1.厚0.6mm、长2.4m、宽l.8m的窗帘垂直悬挂在300℃的热气流中，已知窗帘与气流间的对流换热系数为14W/m2K，窗帘的密度、比热、导热系数分别为0.28g/cm3、12KJ/kg、0.014W/mk，窗帘的初温为25℃.求:

(l)10分钟后窗帘的温度;

(2)经过多长时间后窗帘有着火的危险(窗帘的着火温度为250℃)

l2.假设建筑物的火灾使室内的温度保持950℃，墙体的厚度为20cm，着火前墙体的温度为20℃，墙体属混凝土结构.求:

(1)若墙体外存在可燃物，着火温度为220℃，经过多长后，可燃物有着火的危险?

(2)经过9s后，墙体外表面的温度可能达到多少？(不考虑室内的空气对流换热及辐射换热)

13.分别阐述强迫对流和自然对流换热的机理和特点。

14.流体沿平板流动和换热时，试述速度边界层和热边界层形成和发展，并指出它们的重要特性及它们之间的关系.

l5.速度边界层和热边界层是否一定在平板前缘处同时形成?

16.空气在20℃和一个大气压下，以l0m/s的流速纵向流过一块长400mm，温度为40℃的平板，求离平板前缘100、200、300、4OOmm处的流动边界层和热边界层的厚度(空气的物性参数按平板表面温度和空气温度的平均值30℃确定，30℃时空气的运动粘度为