最新西安交通大学《燃烧学》作业(第二章)资料
[西安交大燃烧学课件]燃烧学习题答案
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《燃烧学》复习题参考答案集2009 / 1 / 9第一章化学热力学与化学反应动力学基础1、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？我国目前的能源环境现状：一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，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。
三、农村能源供应短缺我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。
我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。
而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。
即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。
电力市场现状：2008年10月份，中国电力工业出现4.65％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。
11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。
在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。
燃烧学复习题及答案
燃烧学复习题及答案第一章1、燃烧的本质及燃烧的条件（充分条件及必要条件）、燃烧三角形；答：燃烧的本质：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、发光或发烟的现象。
燃烧的条件：充分条件：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能量。
必要条件：可燃物、助燃物、点火源。
燃烧三角形：可燃物、氧气、点火源。
2、理论空气量、理论烟气量、过量空气系数；答：理论空气量：是指单位量的燃料完全燃烧所需要的最少的空气量，通常也称为理论空气需要量。
固体：2-20O C H S O V =++-22.4101243232⎛⎫⨯⨯ ⎪⎝⎭， 20O 0air V V =0.21，，气体：220O 222113V =CO+H +H S+n 102224n m m C H O -⎡⎤⎛⎫+-⨯ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑， 20O 0air V V =0.21，，理论烟气量：固体：20,22.412100co C V =⨯ 20,22.432100SO S V =⨯ 20,0,22.40.7928100N air N V V =⨯+ 20,22.422.4181002100N W H V =⨯+⨯ 气体：()220,210CO n m V CO CO nC H -=++⨯∑220,S 2H S 10O V -=⨯220222V 102O n m m H H O H S C H -⎛⎫=+++⨯ ⎪⎝⎭∑，H 22020,V 100.79air N V -=⨯+，N过量空气系数：实际空气需要量通常大于理论空气需要量。
,0,V air air V αα=α——过量空气系数α＝1时，燃料与空气量比称为化学当（计）量比α<1 时，实际供给的空气量少于理论空气量。
燃烧不完全α>1时，实际空气量多于理论空气量，才能保证完全燃烧气态可燃物α＝1.02－1.2；液态可燃物α＝1.1－1.3；固态可燃物α＝1.3－1.7。
燃烧学西安交大液体燃料的燃烧
Pw—回油压力（回油管上回油调节 阀之前）
一、回油雾化器
设计方法：
Gmin 喷孔有效面积（扣除空气漩涡所占面积） 1、Pwl=0状态： GB 回油孔有效面积（扣除空气漩涡所占面积）
算出最大回油量GB、最小喷油量Gmin，则最大进油量= GB+ Gmin
2、 Gmax（点）由最大负荷决定。
二、蒸汽—机械雾化器
3 2
A的关系见图4-2。
一、机械雾化器
雾化角：出口处油雾两侧 边缘边界切线的交角。
tg
2
(1 ) 8 (2 1 )
一、机械雾化器
对流量系数，经验公式有 : A 东锅： 0.125 (公式适用范围:G 300, 且A 0.5 ~ 3.0) 30 热工所： 0.88 哈锅： 0.815
(4-25)
式中，、 、、 、、均为与雾化器结构有关的常数。 西安热工所试验得到相关经验公式。见（4-24）
Y 形雾化器的雾化粒度、雾化角均由试验确定。
• 据新华社北京奥运专电(记者高鹏) • 北京奥运会“祥云”火炬克服低温、低压、缺氧、 大风等极端不利条件。在珠峰之巅漂亮地燃烧， 举世为之惊叹。在这史无前例的壮举背后，凝聚 着无数智慧与辛劳。早在2001年7月13日北京申 奥成功，航天科工集团就成立了一个科技奥运领 导小组。2006年1月17日，北京奥组委正式致函 航天科工集团。委托其就奥运火炬珠峰燃烧技术 进行科研攻关，迄今已两年多。
wz=常数
一、机械雾化器
喷孔势位流动的中心处是一个空气漩涡，其直径是根据最大流量 的原则来确定的。 根据最大流量原则，就可以定出喷孔截面上扣除空气漩涡后的充 满度：
[西安交大燃烧学课件]燃烧学习题集
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《燃烧学》复习题第一章化学热力学与化学反应动力学基础1、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？2、什么叫燃烧？3、什么说简单反应、复杂反应？4、浓度和化学反应速度正确的表达方法？5、质量作用定律的适用范围？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。
6、什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？7、常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？8、试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。
9、涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？10、Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？11、什么是活化能，其计算的方法是什么？12、图解吸热反应和放热反应的活化能和反应放热（吸热）之间的关系。
13、什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？14、试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。
分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？15、烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？16、图解催化剂对化学反应的作用。
17、什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？解释：碳燃烧的时候，在低温下发生氧化反应，而在温度很高的情况下，气化反应将变得显著。
18、标准生成焓、生成焓的定义？反应焓的定义及计算方法？燃料发热量（热值）与燃烧焓、反应焓的关系？19、过量空气系数（α）与当量比（β）的概念？第二章混合与传质1．什么是传质？传质的两种基本形式是什么？2．什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导热定律、费克扩散定律）3．湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？4．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。
高等燃烧学复习题参考答案集
高等燃烧学复习题参考答案集高等燃烧学复习题参考答案集一、填空题1、当燃料与氧化剂混合并得到足够的能量时，会产生燃烧反应。
燃烧过程中释放的能量可以通过测定火焰的______、______或______进行测量。
2、在高温下，燃烧反应可以在空气中进行，也可以在______或______等更高温度的介质中发生。
3、根据燃烧速度和燃烧规律，可以将燃烧分为四种类型：、、______和爆炸。
二、选择题1、下列哪个选项不是燃烧的特点？（） A. 放热 B. 发光 C. 氧化反应 D. 三态转变2、以下哪个物质是燃烧反应的必要条件？（） A. 燃料 B. 氧化剂C. 热量D. 以上都是3、下列哪个阶段属于燃烧过程？（） A. 预混合阶段 B. 燃烧阶段C. 烟气排放阶段D. 以上都是三、判断题1、燃烧必须是化学反应。
（）2、只要有氧气，就能发生燃烧反应。
（）3、燃烧过程中，火焰传播速度越快，燃料的燃烧性能越好。
（）四、简答题1、请简述燃烧与爆炸的联系和区别。
2、什么是燃烧的三要素？请列举生活中一个燃烧的例子进行说明。
3、请解释什么是着火和灭火，并分别列举相应的实例。
五、分析题1、请分析在燃烧过程中，空气动力学直径对火焰传播速度的影响。
2、某种燃料在纯氧中比在空气中更容易燃烧，请解释其原因，并探讨该现象对燃烧学研究的影响。
六、计算题1、已知某种燃料在常温常压下的燃烧速度为0.5kg/m²·s，求该燃料在高温高压条件下的燃烧速度。
假设压力升高10倍，求该燃料在高温高压下的燃烧速度。
安全学原理复习题及参考答案安全学原理复习题及参考答案一、填空题1、安全科学是一门______学科，它研究人类在______过程中，可能遇到的各种______、______、______和______等安全问题。
2、安全科学的基本原理包括______、______、和。
3、根据系统安全工程的观点，任何事故都是由于______、______、______和______共同作用的结果。
燃烧学—第2章
Nu
努塞尔数 葛拉晓夫数
8
gl3 gl3 T Gr v 2 v2
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
《燃烧学》--第二章
过渡区 U∞ U（ y ） y U∞ 层流边界层 湍流边界层 δh（x）
δh（x）
x
x
流线
层流内层
U（0）＝0
（ a） 图2-3 平板上的绝热流动边界层系统
1/ 2
热边界层
T q ' ' k y
8 h l Re l
y 0
1 Pr3 h
普朗特数Pr＝v/α
q' '
k
T Ts
hl 0.35Re1 / 2 Pr1 / 3 k
h
k 1/ 2 1 / 3 l 8 / Re P r 0.35
T∞
T0
x
初始条件和边界条件
t 0, 0
x 0,
h( ) k
θ h , x ( ) k x
解为：
T T0 erfc( x / 2 t ) exp( xh / k h 2t / k 2 ) erfc( x / 2 t h t / k ) T T0
（b）
U∞ T∞
U∞
T＝T（y） δh（x）
x
δθ（x）
Ts 图2-4 平板上的非绝热流动边界层系统 （虚线表示流动边界层，实线表示热边界层）
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
9
《燃烧学》--第二章
2.3热辐射
Q Qr Qa 吸收率α=Qa/Q, 黑体为1 反射率r=Qr/Q, 白体为1 透射率d=Qd/Q, 透明体为1
燃烧学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
燃烧学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下哪种单位不是某种化学反应速度的正确表达方法？参考答案:mol·m-1·s-12.请问如图所示的反应进程表明这个反应的反应级数n等于多少？【图片】参考答案:n=13.以下哪种措施可以强化液体燃料的雾化？参考答案:提升燃料温度4.家用煤球炉的生火阶段，应该采取以下哪种措施加快燃烧？参考答案:减小供风5.挥发分Vdaf=9%的煤应该归类于以下哪种煤？参考答案:无烟煤6.当自由射流中含有固体或液体颗粒的时候，射流特性如何变化？参考答案:射程变长7.以下哪种措施可以提升煤粉颗粒的燃烧速度？参考答案:提升炉内氧含量8.以下哪种燃气在常压下的“火焰传播浓度限”范围最宽？参考答案:乙炔9.以下哪种措施会使得强迫点燃变得更容易？参考答案:减小混合气流速10.以下哪种措施会使得层流火焰传播速度加快？参考答案:让燃料和空气配比接近化学当量比11.以下燃烧方式中，提高空气流速可以明显强化燃烧的是参考答案:家用煤球炉燃烧12.以下哪种措施可以预防回火？参考答案:降低燃气温度13.以下哪种功能不是燃油燃烧器调风器的功能？参考答案:帮助燃料雾化14.以下哪个指标不是雾化质量的评价指标？参考答案:液滴数目15.以下哪种措施可以提升液滴燃烧速度？参考答案:减小油滴粒径16.以下那种措施会使得热自燃孕育时间变长？参考答案:增加容器表面积17.根据一维燃烧热工况，对Vdaf=20%的无烟煤煤粉燃烧，应采取以下哪种配风方式最为合理？参考答案:四分之一的空气由一次风送入，其余空气从二次风送入，并且二次风也分为两股，较晚送入18.根据零维燃烧热工况模型，如果一台燃气锅炉燃用的燃料热值降低，以下那种措施可以提升燃烧的稳定性？参考答案:加强烟气回热19.两股平行射流湍流混合最强的条件为：参考答案:两射流动压比趋于无穷大20.以下哪种措施可以预防脱火？参考答案:燃烧器设置钝体21.以下哪种反应是碳燃烧的主要反应之一？参考答案:CO2+C=2CO22.以下哪个阶段，不是链式反应必定存在的一个阶段？参考答案:链的分支23.以下哪个区域不是单个液滴燃烧时的空间区域划分中的一个区？参考答案:放热区24.以下哪种措施会使得热自燃变得更容易？参考答案:提升燃料活性。
最新西安交通大学《燃烧学》作业(第二章)汇编
《燃烧学》第二章作业旋流燃烧器混合特性实验方案设计能动A02 赵凯 2010031134【实验目的】如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气炉膛内烟气。
为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化)【实验原理】1、温度场、速度场、浓度场比拟理论运动的流体与周围介质间的相互作用，是通过分子运动扩散和湍流运动扩散两种基本方式来进行的。
流体靠分子运动扩散和湍流运动扩散来实现分子间的动量，热量及质量的交换（统称为内迁移现象），为了表明内迁移现象的相互关系，采用量纲一的普朗特数Pr 、施密特数Sc 、路易斯数Le 来反映动量和热量交换能力大小、动量和质量交换能力大小以及热量和质量交换能力大小的比拟关系。
根据气体分子运动论的观点，可以得到--===ωνl D a 31进而可以得到111Pr ======Da Le DSc aνν 由此可知，在流体流动中，动量、热量、及质量交换所引起流动中的速度场、温度场、及浓度场的分布规律是完全一致的。
因此可以用温度场和速度场来比拟浓度场。
通过测量温度与速度分布来得到浓度分布。
2、旋转射流内部压力分布特征在旋转射流中，中心是有旋的强制涡流动（准刚体式旋转），外围部分是无旋的势位流动。
因为两部分速度分布规律的不同，造成压力分布也不同。
在射流内部有旋运动区)212(21212ϕϕρωρω⨯-+=∞p p （1） 在射流外侧无旋运动区 221ϕρω-=∞p p （2） 对于本实验问题，可以认为中心管部分为内部有旋运动区，其他部分为无旋运动区。
因此，可以通过测量流场中不同位置的压强得到不同位置的速度。
由压强场分布得到速度场分布。
综上1、2，可以通过温度场与压强场的测量来得到浓度场的分布。
教学课件 《燃烧学(第2版)》徐通模
六、基元反应的化学反应速率
在基-基之间的基元反应中，两个分子消失而形成组分C，需要“第三者”参与才 能完成该反应过程。在碰撞期间，新生成的分子的内能 传递给分子M，并表现为M 的动能，以带走形成稳定组分的能量，如果没有这一能量传递过程，新形成的分子会 分解回到 它的组成原子。
实际上，在三分子反应中三个分子相互碰撞的概率很小，因此，化学反应速率极 低。在气相反应中，三分子反应很少见，属于这类反应的只有NO参加的某些反应。 目前还没有发现三分子以上的碰撞反应。
• 在比较理想化的实验条件下测定的基元反应速率可直接应用到压力 较高且存在其他成分的场合
基元反应的化学计量系数代表参与反应的组分的摩尔数，基元反应 分为以下形式，相应的化学反应速率为：
1、双分子反应：
dcA dt
kbicAcB
2、单分子反应：
dcA dt
kunicA
3、三分子反应
：dcA dt
ktercAcBcM
• 在分析实际燃烧系统时，为了简化起见，基于总包反应的
概念，写出总反应方程式，并借用质量作用定律的形式写
出其反应速率表达式
根据质量作用定律，燃料的消耗速率表示为：
dcF dt
k
cFa
cb O2
• 对总包化学反应，指数a、b与反应级数有关，由试验曲线
3、反应物和反应产物的浓度随时间的变化曲线
c A :反应物初始浓度
cx :反应产物在任一时刻的浓度
4、异相反应（固态与气态同时存在）
反应速率是指在单位时间内、单位表面积上参加反应的物质的量
三、基元反应与总包反应
绝大多数化学反应为复杂化学反应：并非一步完成，经若干相继的中间反 应，涉及若干中间产物生成最终产物 基元反应是组成复杂反应的各个反应 表示反应物分子、原子或原子团直接碰撞而发生的化学反应各个过程
西安交通大学燃烧学作业第二章资料
兴业嘉园机械式停车设备设计与施工招标文件招标单位：上海兴业投资发展有限公司日期：2003年1月27日本招标文件是建设单位在招标过程中的规范性文件，是各投标单位编制投标书的依据，也是以后签订承包合同的重要依据。
第一条：工程概况1.1项目名称：兴业嘉园1.2建设单位：上海兴业投资发展有限公司1.3项目地点：浦电路400号1.3项目性质：住宅及酒店式公寓1.4准备条件：1.4.1结构施工已完成。
1.4.2建设用地已征用，现场施工的水、电、道路和通讯条件已经落实。
第二条：工程发包范围，发包方式及付款方式2.1工程发包范围：机械式停车设备及辅助设施的制造安装2.2工程发包方式：包工、包料、包安全、包质量、包工期、包验收通过。
2.3工程款支付方式：根据自身情况，自行提出工程款支付方式，以资竞争。
第三条：材料及设备供应原则3.1材料供应本工程材料由施工单位采购。
3.2材料的供应原则3.2.1施工单位采购的材料应在采购和进场前，提供质保书、品牌号、规格、价格，由监理单位和建设单位认可符合上海市质量技术监督局和上海市公安局交巡警总队路政设施处有关规定要求，否则监理单位有权不予验收进场。
对质量不符合要求的材料，一律不得使用到本工程实体上，否则，因此产生的一切后果，由采购方负责，并承担由此产生的一切损失。
第四条：工期要求及奖罚办法4.1本工程总工期由各投标单位根据各自的优势自行测算工期，以资竞争，一旦中标即为合同工期。
工期奖罚以合同为准，中标的施工承包单位每提前或延迟一天，奖罚在合同内另行规定。
正式开工日期以建设单位口头或书面通知为准。
第五条：工程质量、安全要求及验收标准5.1本工程中标单位必须遵守和执行国家规定的建筑安装工程及验收规范、设计要求、质量评定标准和上海市有关工程质量管理文件，工程质量等级由各投标单位自报，以资竞争。
奖罚的具体数额由各投标单位在投标书中提出，具体条款在合同中明确。
5.2本工程质量如达不到合格，除按合同中定下的罚数数额之外，应予返修，直至达到合格为止，返修所需人力、物力、财力、工期延误均由中标单位负责。
燃烧学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
燃烧学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下哪种现象不是本课程的主要研究对象？答案:C. 鞭炮的爆破2.谁预言了氧气的存在并用“氧化”解释了燃烧现象？答案:B. 拉瓦锡3.以下哪种燃烧设备一般不使用固体当燃料？答案:A. 航空发动机4.以下哪种燃料的碳氢质量比（C/H）最大？答案:D. 煤炭5.关于煤的“收到基含碳量Car”和“干燥无灰基含碳量Cdaf”，以下哪种说法正确？答案:C. Car<Cdaf6.以下哪种环境问题不是主要由燃烧引起的？答案:B. 热岛效应7.以下哪种燃烧设备一般不使用气态燃料？答案:D. 航空发动机8. 1. 以下哪种煤的成分是不存在的？答案:A.干燥无灰基水分9.以下哪种关系是正确的？答案:C. 低位发热量<高位发热量10.以下哪个反应是单相反应？答案:C. 天然气的燃烧11.以下哪个反应是多相反应？答案:B. 乙炔燃烧生成碳烟的反应12.以下哪种对反应级数从大到小的排序是正确的？答案:C.天然气燃烧的反应级数>汽油燃烧的反应级数> 重油燃烧的反应级数13.以下哪个反应适用Arrhenius定律？答案:C.惰性气体的加入，改变了反应物分子碰撞的频率14.以下哪个阶段，不是链式反应必定存在的一个阶段。
答案:C. 链的分支15.氢气与氧气在常温下混合在一起却并不燃烧的原因是:答案:C.活化中心H的繁殖速率小于销毁速率16.以下哪种燃料燃烧的时候最容易析碳？答案:D. 电石气17.以下哪种方式不是传质的一种方式：答案:C.辐射扩散18.在条件等同的时候，流体中以下哪种物理量传递速度最慢？答案:B. 动量19.球体在大空间传质的时候，表面的质量交换系数与球体直径的（）次方成正比？答案:A.-120.在其他条件可比的情况下，以下哪种气体自由射流与外部大空间之间的混合最强烈？答案:C. 扩展角30°的扁平状射流21.质量作用定律只适用于化合反应错误22.气体与固体的反应可以适用质量作用定律答案:正确23.计算时，化学设置中气相动力学文件需要根据计算对象进行选择，热力学文件可以任意选择。
燃烧学—第1章作业
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
2
《燃烧学》--作业 燃烧学》--作业
V0,air
1.02 = = = 4.86m 3 0.21 0.21
V0,O2
烟气的组成： 烟气的组成： CO2 , H 2 O, N 2
VCO2 = 0.747m 3
VH 2O = 1.195m 3
VN 2 = 3.885 + 0.79(1.5 − 1)V0,air = 5.775m 3
VO2 = 0.21× (1.5 − 1)V0,air = 0.51m 3
V yq = V0, yq + (α − 1)V0,air = 5.797 + (1.5 − 1) × 4.86 = 8.227m 3
QL = QH − 6 × (9H + W )× 4.18 = 21409.96 − 6 × (9 ×10 + 6)× 4.18 = 19002.28KJ
完全燃烧所需的理论空气量， （ 3 ） α ＝ 1.5 完全燃烧所需的理论空气量 ， 烟气的组 成，体积 Va ,air = α ⋅ V0,air = 1.5 × 4.86 = 7.29m 3 α＝1.5 烟气的组成： CO2 , H 2 O, N 2 , O2 烟气的组成：
V0, N 2 = N 2 × 10 −2 + 0.79V0,air = 4.7 × 10 −2 + 0.79 × 4.284 = 3.43m 3
V0, yq = V0,CO2 + V0, H 2O + V0, N 2 = 0.38 + 1.164 + 3.43 = 4.974m 3
燃烧学
第一讲重点：燃烧条件、及燃烧空气量的计算。
绪论燃烧学是研究燃烧的发生、发展和熄灭过程的学科。
一．燃烧学的研究内容燃烧的本质；着火机理、熄火机理；气、液、固体可燃物燃烧特性；燃烧技术（工程燃烧学）；防灭火技术（消防燃烧学）。
二．燃烧学学习的目的和意义2.1 火的作用火被人类掌握和使用以后，为人类的进步和社会的发展作出了巨大贡献。
2.2火的危害火一旦失去控制，造成对国民经济的损失，同时，火灾还对环境和生态系统造成不同程度的破坏。
火灾还对社会带来不安定因素。
火灾指的是在时间和空间上失去控制的一种灾害性燃烧现象，包括森林、建筑、油类等火灾以及可燃气和粉尘爆炸。
火灾发生的必要条件：可燃物、空气和火源同时存在。
按火灾损失严重程度可分为特大火灾、重大火灾和一般火灾三类。
下面是几个典型火灾案例。
1998年1月3日，吉林省通化市东珠宾馆发生火灾。
1999年10月30日，韩国仁川市一幢4层楼的地下卡拉OK厅发生火灾，有57人被烧死，71人被烧伤。
2000年12月25日，洛阳东都商厦火灾。
2002年6月16日，位于海淀区学院路20号的“蓝极速”网吧发生火灾。
火灾烟气的组成：（1）气相燃烧产物；（2）未完全燃烧的液固相分解物和冷凝物微小颗粒；（3）未燃的可燃蒸汽和卷吸混入的大量空气。
火灾烟气中含有众多的有毒有害成分、腐蚀性成分和颗粒物等，加之火灾环境高温、缺氧，导致火灾中很多人因烟气窒息和中毒而死亡。
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，减少人员伤亡三、火灾防治措施火灾防治措施有：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燃烧学的研究对象燃烧学的主要研究方面：1、燃烧理论的研究。
2、燃烧技术的研究。
燃烧学256
衡。两者概念不同，请注意区别。
3
压力对化学反应速率的影响
对于理想气体
RT xi p ni V
ni V
ci
由于
w
kcAa'
c
' b
B
p ci xi RT
w
p
' a
A
p
' b
B
一级反应 二级反应 n 级反应
p
wm wm
kc1 kc1c2
kx1 RT kx1x2
(
p RT
)2
wm kc1c2 K
cn kx1x2 K
wm
cn
(p RT
)n
w pn
4
或者对理想气体 [ A ] p w [ A ] [ B ] p p n
w pn
举例： 1、高原上的燃烧设备 2、油气锅炉的微正压燃烧 3、汽车的涡轮增压技术
5
0级反应：n=0
wc
dC d
k[C ]0
k
C C0
积分： 0 , C C 0
8
常见燃料的表观反应级数
燃料 煤气 轻油 重油 煤粉
反应级数 2
1.5～2 1 ～1
9
一般化学反应方程式： 以n表示化学反应级数：
N
N
vi' M i vi"M i
i 1
N i1
n vi'
i 1
例如：对于基元反应 A B C 反应级数n为1+1=2
2
总包反应的反应级数由实验测定，可能是整数、分数、0， 但不会是负数（浓度抑制反应的发生，非常罕见）。
N
此时， vi' 是化学方程式反应比例系数，方程的质量平
消防燃烧学第二章
免责声明本书是由杜文峰组织编写的《消防工程学》，以下电子版内容仅作为学习交流，严禁用于商业途径。
本人为西安科技大学消防工程专业学生，本专业消防燃烧学科目所选教材为这版的书籍，无奈本书早已绝版，我们从老师手上拿的扫描版的公式已基本看不清楚，严重影响我们专业课的学习。
并且此书为消防工程研究生的专业课指定教材，因此本人花费一个月时间将此书整理修改为电子版，希望可以帮助所有消防工程的同学。
由于本人能力有限，书上的图表均使用的是截图的，可能不是很清楚，还有难免会有错误，望广大读者海涵。
西安科技大学消防工程专业2009级赵盼飞 2012、5、28第二章燃烧的物理基础在任何关于燃烧的研究中，传热传质理论和流体力学理论都起着重要的作用。
本章将扼要地介绍这方面的基本知识。
第一节 热量传递概述热量传递有三种基本方式，即热传递、热对流和热辐射。
一、热传导热传导又称导热，属于接触传热，是连续介质就地传递热量而又没有各部分之间相对的宏观位移的一种传热方式。
从微观角度讲，之所以发生导热现象，是由于微观粒子(分子、原子或它们的组成部分)的碰撞、转动和振动等热运动而引起能量从高温部分传向低温部分。
在固体内部，只能依靠导热的方式传热；在流体中，尽管也有导热现象发生，但通常被对流运动所掩盖。
热传导服从傅里叶定律，即：在不均匀温度场中，由于导热所形成的某地点的热流密度正比于该时刻同一地点的温度梯度，在一维温度场中，数学表达式为dx dT K q x -=''∙ (2—l) 式中： x q ∙''—热通量，在单位时间，经单位面积传递的热量，单位为W/m 2；dxdT —沿x 方向的温度梯度，单位为℃/m ； K —导热系数，单位为W/(m ·℃)。
导热系数表示物质的导热能力，即单位温度梯度时的热通量。
不同的物质导热系数不同，同种物质的导热系数也会因材料的结构、密度、湿度、温度等因素的变化而变化。
西安交大燃烧学223
h
0 f
2
9
8
kJ/m ol
C +O 2 dp 0 C O 2
h
0 f
298
-393.5
kJ/mol
当生成焓为负值时，表示生成 的化合物的生成焓值低于其构 成元素的生成焓值之和，为放 热反应。反之为吸热反应。
CO+
1 2
O2
dp 0
CO2
h -282.8 kJ/mol
由于CO并非构成元素（最稳定单 质），所以该式不是CO2的生成焓。 如果化合物不是由元素的稳定单质 直接反应的生成物，则反应后生成 物与反应物间的焓差值，不是生成 焓，而是反应焓。
研究化学反应的机理----从反应物到生成物的所 经历路径。
初步了解物质的结构与化学反应能力之间的关系
3
浓度的表示方法
1、质量浓度:单位体积的混合物中某一组分A的质量。
A
mA ( A组分的质量) V（混合物的体积）
(kg/m3 )
2、物质的量浓度（摩尔浓度）：
cA
nA ( A组分物质的量) V（混合物的体积）
O
2
CO+2H
2O (l)
H
0 R 298
8 9 0 .3k J
H
0 R 298
607.3kJ
13
燃烧焓为反应焓的特例，指单位量的燃料（不 含氧化剂）作等压燃烧反应时的反应焓。
H
0 C
kJ/m ol燃 料
燃烧焓针对燃料（反应物）而言，生成焓 则是针对化合物（产物）而言。
14
发热量
发热量：亦称“热值”，指的是单位量的燃料在 等压或等容燃烧时所释放的热量，工程上用正值。 单位一般用kJ/kg（固体，液体），kJ/m3 （气体） 高位发热量：亦称“高热值”，简称“高发热 量”。指燃料中的水分在燃烧过程结束后以液态 水形式存在时的燃料发热量。
燃烧学西安交大气体燃料的燃烧
--湍流输运所起的折算热扩散率。 式中： At ? 湍流输运所起的折算热扩散率。
小标尺湍动主要适用于很细的管内流动。
Ⅱ、湍流时的火焰传播
②大标尺弱湍动： 湍动微团尺寸或迁移距离均大于层流锋 面厚度时，而微团湍动脉动速度w’小于层 流火焰传播速度uce，称为大标尺弱湍动。 (w’<<uce) 这时，能保持明显的锋面形状，但将 使平面锋面变成锯齿形锋面，增加了火焰 锋面的面积。
uce uce a 2Tlr RTlr 0 Tlr T0 E a
0
Ⅰ、层流时的火焰传播
火焰锋面厚度：
uce 0 uce (
RTlr a 2 ) 2 uce Tlr T0 E
可燃混合物升温预热区厚度：
Tlr T0 Tlr T0 a dT uce ( )B (Tlr T ) uce dx a 2Tlr RTlr S ( ) Tlr T0 E S
c、可燃混合物P增大，由于wc p ，Q1曲线上移，Tzh变 小，更易着火。
二、强燃
T0——可燃混合物的初温。
二、强燃
临界强燃着火的临界条件：
T Tqr dT （放热 0 散热） dx
分析：
1、热源温度为T1，放热少。（实际温降曲线略高于自 然散射温降曲线） 2、热源温度升为T2，实际温降为0，化学反应放热=环 境散热。
二、自燃 讨论：Q1＝Q2、
A exp(
dQ1 dQ2 dT dT
可推导出：
E ) S (Tlj T0 ) RTlj
AE E exp( ) S 2 KTlj RTlj T0 E 可求得：Tlj (1 1 4 R ) 2R E
燃烧学—第二章
s / 1, Ts T
在热流作用下，固体表面的升温速度，与固 体本身的k2/a=kρc 有关。
安全工程学院：齐黎明
18
《燃烧学》--第二章
热惯性较小的材料，其表面 温度在加热的同时上升很快，易点燃
1.0 PVC950 FIB20×103
Kρc---热惯性.
石棉90×103 0.5 橡木780×103
安全工程学院：齐黎明
13
《燃烧学》--第二章
令θ=T－T0,假如物体性质不变，则初始条件 和边界条件分别为： ( x,0) 0
(0, t )
其解为：
1 erf x 2 t
（t>0）
高斯误差函数的定义为：erf（）＝
2
0
e
2
d
安全工程学院：齐黎明
（虚线表示流动边界层，实线表示热边界层）
安全工程学院：齐黎明
26
《燃烧学》--第二章
在壁面上流体的流速为U（0）=0,垂直方向 上速度分布设为U＝U（y）,离壁面无穷远处速度 U（∞）＝U∞。 流动边界层的厚度定义为从壁面到U（y）＝ 0.99U∞点的距离. 对于较小的x值，边界层内的流动为层流。随 着x的增大，在经过一个转变区域后，流动将充分 发展为湍流。 靠近壁面处，始终存在着一个“层流内层”， 其流动性质决定于当地雷诺数Rex＝xU∞ρ/μ ，
4
《燃烧学》--第二章
热通量，W/m2; dT/dx, 温度梯度，℃/m; k,导热系数，W/（m•K） 导热系数k即为单位温度梯度时的热通量。 不同的物质其导热系数不同，同种物质的导热系 数也会因材料的结构、密度、湿度、温度等因素 的变化而变化。
智慧树知到《燃烧学》章节测试答案
智慧树知到《燃烧学》章节测试答案智慧树知到《燃烧学》章节测试答案第一章1、酸雨环境问题的主要原因是由燃烧引起的。
A.对B.错答案: 对2、空气干燥基成分中，煤是没有水分的。
A.对B.错答案: 错3、温室效应的产生的主要原因是（）。
A.燃烧B.酸雨C.建筑物过多D.人口增长答案:燃烧4、柴油的碳氢质量比（C/H）比煤炭的碳氢质量比（C/H）要大。
B.错答案: 错5、普罗米修斯通过实验证明了氧气的存在。
A.对B.错答案: 错第二章1、以下哪种说法是正确的？A.质量作用定律只适用于化合反应B.气体与固体的反应可以适用质量作用定律C.质量作用定律只适用于双分子反应D.质量作用定律只适用于不可逆反应答案:气体与固体的反应可以适用质量作用定律2、关于Arrhenius定律，以下哪种说法是正确的？A.Arrhenius定律只适用于放热反应Arrhenius定律只适用于吸热反应C.Arrhenius定律只适用于理想气体参与的反应D.Arrhenius定律只适用于不可逆反应答案:Arrhenius定律只适用于理想气体参与的反应3、关于反应级数，以下哪种说法是正确的？A.反应级数只可能为正数B.反应级数只可能为整数C.增大压力一定会增大反应速度D.同等条件下，气体燃料的反应级数通常大于固体燃料的反应数答案:同等条件下，气体燃料的反应级数通常大于固体燃料的反应数4、在其他条件可比的情况下，以下哪种气体自由射流与外部大空间之间的混合最强烈？A.扩展角30°的圆柱射流扩展角15°的圆柱射流C.扩展角30°的扁平状射流D.扩展角45°的扁平状射流答案:扩展角45°的扁平状射流5、如果在钝体中开一道可以流通的缝隙形成“开缝钝体”，以下哪种说法是正确的？A.开缝钝体的回流区范围会大于原来的钝体B.开缝钝体回流区内的混合强度会大于原来的钝体C.开缝钝体的射流长度会变短D.开缝钝体的扩展角会变大答案:开缝钝体回流区内的混合强度会大于原来的钝体第三章1、以下哪种措施会使得热自燃变得更容易？A.降低系统初温B.加强通风C.提升燃料活性D.减小容器体积答案:2、以下那种措施会使得热自燃孕育时间变长？A.提升系统初温B.加强保温C.提升燃料活性D.增加容器表面积答案:3、关于灼热物体强迫点燃气流模型的物理意义，以下哪个说法正确？A.着火条件的实质是气流温度必须高于一个临界温度B.着火条件的实质是气流中化学反应速率应该达到特定的数值C.着火条件的实质是气流中化学反应的产热足以抵消气流的散热D.着火条件的实质是气流中燃料的浓度必须合适答案:4、以下哪种措施有利于灼热物体强迫点燃气流？A.提升气流中燃料的浓度B.提升气流中氧气浓度C.降低气流的流速D.加大燃料与空气混合气的流量答案:5、使用一维燃烧系统热工况的思路判断，以下哪种说法是错误的？A.相比固体燃料，燃烧气体燃料时应该较早投入二次风B.相比固体燃料，燃烧气体燃料时应该设置较多一次风C.高挥发份的煤种燃烧时，应该比低挥发份煤种设置更多的一次风D.燃油锅炉应该比燃煤锅炉更晚投入二次风答案:第四章1、层流火焰传播的物理模型中，以下说法哪些是错误的？A.层流火焰传播过程中，燃料的导热系数会影响火焰传播速度B.层流火焰传播过程中，新鲜混合气的流速会影响火焰传播速度C.层流火焰传播过程中，系统的散热会影响火焰传播速度D.层流火焰传播过程中，燃料的发热量会影响火焰传播速度答案:2、层流火焰传播的影响因素中，以下说法哪些是错误的？A.氧气浓度增加，会导致层流火焰传播速度加快。
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《燃烧学》第二章作业
旋流燃烧器混合特性实验方案设计
能动A02 赵凯 2010031134
【实验目的】
如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气炉膛内烟气。
为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化)
【实验原理】
1、温度场、速度场、浓度场比拟理论
运动的流体与周围介质间的相互作用，是通过分子运动扩散和湍流运动扩散两种基本方式来进行的。
流体靠分子运动扩散和湍流运动扩散来实现分子间的动量，热量及质量的交换（统称为内迁移现象），为了表明内迁移现象的相互关系，采用量纲一的普朗特数Pr 、施密特数Sc 、路易斯数Le 来反映动量和热量交换能力大小、动量和质量交换能力大小以及热量和质量交换能力大小的比拟关系。
根据气体分子运动论的观点，可以得到
--===ωνl D a 3
1
进而可以得到
111Pr ======
D
a Le D
Sc a ν
ν 由此可知，在流体流动中，动量、热量、及质量交换所引起流动中的速度场、温度场、及浓度场的分布规律是完全一致的。
因此可以用温度场和速度场来比拟浓度场。
通过测量温度与速度分布来得到浓度分布。
2、旋转射流内部压力分布特征
在旋转射流中，中心是有旋的强制涡流动（准刚体式旋转），外围部分是无旋的势位流动。
因为两部分速度分布规律的不同，造成压力分布也不同。
在射流内部有旋运动区
)2
12(21212ϕϕρωρω⨯-+=∞p p （1） 在射流外侧无旋运动区
22
1ϕρω-=∞p p （2） 对于本实验问题，可以认为中心管部分为内部有旋运动区，其他部分为无旋运动区。
因此，可以通过测量流场中不同位置的压强得到不同位置的速度。
由压强场分布得到速度场分布。
综上1、2，可以通过温度场与压强场的测量来得到浓度场的分布。
将速度、浓度这些实验中不容易测量的量转化为测量温度、压强这样实验容易测的量。
3、物质混合时的质量能量守恒
质量守恒：xy r C C m C m C m y y k k r =++ （3)
能量守恒：xy p y y p y k k p k r r p r T c T c m T c m T c m =++,,, (4)
补充方程:1=++y k r m m m (5)
注:下标r,k,y 分别代表燃料气、空气、烟气。
下同。
【实验装置】
【测量手段】
通过实验原理的分析可知，为了得到浓度场的分布，可以通过测量温度场与压强场来求得。
因此需要在旋流燃烧器后混合区的不同位置设置温度传感器与压力传感器。
传感器数量可以根据实验精度要求来选择。
【实验步骤】
1、在炉膛内不同位置同时布置温度与压力传感器测量不同位置的温度xy T 与压力P 。
2、在燃料气与空气进口处布置温度传感器测量进口处燃料气温度r T 、空气温度k T 。
3、在炉膛较远大空间内布置压力传感器测量静压 p 。
4、处理实验数据。
【数据处理方法】
1、测得不同位置的压强后，根据该位置所处的流动区域类型选择应用式（1）、（2)求得不同位置的速度ϕω。
射流内部有旋运动区
ρ
ρωωϕϕ)(221∞-+=
p p
射流外侧无旋运动区 ρωϕ)(2p p -=
∞
2、
3、根据速度场浓度场比拟理论可得 r k r r
k r
xy C C C C ,,,ϕϕϕϕωωωω--=--
因此 r r k r k r xy C C C C +---=,,,)
)((ϕϕϕϕωωωω
3、将温度传感器得到的温度xy T ，上面计算得到的xy C ，以及进口处燃料气温度r T 、进口处空气的温度k T ，炉膛内烟气的温度y T 代入式（3）、（4）、（5）。
即可解得r m ,k m ,y m 。
对不同位置重复上述3步便可得到炉膛空间中各处气体成分比例。