工程燃烧学

普通高等教育“十四五”规划教材

工程燃烧学是热能与动力工程专业的一门主要专业基础课，也是构成热科学理论的主要学科之一。它是研究如何将燃料的化学能高效清洁转化为热能的一门学问，其涉及基础知识面宽，应用范围十分广泛。因此，它在热能与动力工程专业的教学体系中地位十分重要，是热能与动力工程专业本科生的一门必修课程。本教材在讲授基础理论知识的同时，着重培养面向节能减排、绿色能源、人工环境及国家新兴战略产业需求的“新工科”人才。

本书介绍了各种工业燃料的主要特点及使用性能，说明了各种燃料炉有关的燃料燃烧计算以及对现有热工设备燃烧状况的诊断分析计算。主要内容包括燃烧学的基本理论、基本概念和基本规律，如燃烧反应热力学、动力学理论，几种主要燃料的燃烧反应机理，着火理论，火焰传播理论，火焰的结构及稳定性原理，液体燃料的雾化、蒸发及燃烧的理论与技术，煤的热解及炭粒的燃烧理论与燃烧方法。在此基础上，对燃烧装置的结构以及燃烧污染物的产生及防治进行了介绍。

1 固体燃料

1.1 煤的种类及其化学组成

1.2 煤的化学组成

1.3 煤的成分表示方法及其换算

1.4 煤的使用性能

1.5 煤炭的加工转化及综合利用

1.6 其他固体燃料

2 液体燃料

2.1 石油的加工及其产品

2.2 主要石油产品的特点

2.3 重油的使用性能

3 气体燃料

3.1 单一气体的物理化学性质

3.2 燃气成分的表示方法

3.3 燃气发热量的计算与测定

3.4 常用燃气来源与基本使用性质

4 燃烧反应设计计算

4.1 燃烧设计计算的基本规定

4.2 完全燃烧时固体及液体燃料燃烧反应设计计算

4.3 完全燃烧时气体燃料燃烧反应设计计算

4.4 燃烧产物的密度

4.5 不完全燃烧时燃烧产物量的变化

4.6 不完全燃烧时燃烧产物量及产物成分的计算

习题

5 空气消耗系数及不完全燃烧热损失的检测计算

5.1 气体分析方程

5.2 空气消耗系数的检测计算

5.3 化学不完全燃烧热损失的检测计算

习题

6 燃烧温度计算

6.1 几种燃烧温度的定义

6.2 理论发热温度的计算

6.3 理论燃烧温度的计算

6.4 影响燃烧温度的因素

7 燃烧反应速度和反应机理

7.1 化学反应速度

7.2 质量作用定律

7.3 阿伦尼乌斯(Arrhenius)定律

7.4 压力及其他因素对化学反应速率的影响

7.5 几种可燃气体的燃烧反应机理

7.6 碳的燃烧反应机理

7.7 燃烧过程中NOx的生成机理

习题

8 着火理论

8.1 闭口体系自燃着火理论

8.2 开口体系中预混可燃气的自燃着火、燃烧与熄灭

8.3 点燃条件分析

8.4 开口体系中的扩散燃烧

9 火焰传播

9.1 火焰传播的概念

9.2 层流火焰传播速度的计算

9.3 层流火焰传播速度的测定方法

9.4 影响层流火焰传播速度的主要因素

9.5 湍流火焰传播理论

10 火焰的结构及其稳定性

10.1 火焰的分类

10.2 层流预混火焰

10.3 湍流预混火焰

10.4 层流扩散燃烧

10.5 湍流扩散火焰

习题

11 气体燃料的燃烧方法

11.1 有焰燃烧与无焰燃烧的区别及特点

11.2 有焰燃烧常用燃烧器介绍

11.3 喷射式无焰燃烧器的结构特点及工作原理

12 液体燃料的雾化与燃烧

12.1 雾化机理及液滴破碎条件

12.2 雾化质量评价参数

12.3 油的燃烧理论

12.4 燃油燃烧器

13 煤的燃烧理论与工业燃烧方法

13.1 煤的燃烧过程概述

13.2 煤的热解和挥发分的燃烧

13.3 炭粒燃烧理论

13.4 工业燃煤方法

附表

附表1 烟煤的分类(GB/T 5751—2009《中国煤炭分类》)

附表2 常用重油黏度对照表

附表3 可燃气体的主要热工特性

附表4 干高炉煤气的主要特性

附表5 不同温度下饱和水蒸气含量

附表6 化学反应平衡常数

附表7 气体平均比热容

附表8 气体的热含量

附表9 水蒸气的分解度

附表10 二氧化碳的分解度

参考文献