工程燃烧学工程燃烧学 (1).ppt

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1、www.islide.cc1燃 烧 学2 燃烧存在于我们日常生活中，您是否注意过？3 课程内容及使用教材1.燃烧科学、技术发展2.燃料及特性3.燃烧空气动力学4.燃烧化学热力学、动力学基础理论5.着火、灭火机理及特性6.燃烧火焰及传播特性7.气体、液体、固体燃料燃烧特性8.燃烧污染物生成及控制技术课程内容4 教师团队冉景煜 教授/博导杨仲卿 副教授/博导杜学森 副教授/博导秦昌雷 副教授/博导www.islide.cc5第一章 燃烧科学及技术发展 本章主要内容一、燃烧科学及发展二、燃烧技术及发展三、前沿燃烧技术www.islide.cc7第一节 燃烧科学及发展 一、燃烧的概念l 燃烧是指任何发

2、光发热的剧烈的现象，这种现象又称为“火”。l 燃烧是气体、液体或固体燃料与氧化剂之间发生的一种强烈的化学反应，是流动、传热、传质和化学反应同时发生并相互作用的综合现象。特殊情况下，燃烧也可以在无氧的条件下进行，比如：l 氢气在氯气中燃烧l 镁条在二氧化碳中的燃烧燃烧与能源清洁高效转换密切相关燃烧三要素 二、燃烧学发展史火的自然存在学说燃烧的氧化学说热化学和化学热力学化学动力学着火及火焰传播的燃烧理论独立燃烧学科的形成 二、燃烧学发展史1.燃素论18世纪中叶前中国“五行学说：金、木、水、火、土”中的火古印度“四大学说：地、水、火、风”中的火公元前四世纪，古希腊亚里士多德：“燃素学说”，提出水、火

3、、土、气的四元素说，认为万物主要有干、冷、湿、热四性，元素是四性结合之表现，可以互相变换。二、燃烧学发展史2.燃烧的氧化论Lavosier，Lomonosov（1756-1771）1777年，法国拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，指出物质只能在含氧的空气中进行燃烧，燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等，从而推翻了全部的燃素说，并正式确立质量守恒原理。二、燃烧学发展史3.燃烧热力学Kirshoff，Hess（19世纪）到19世纪，赫斯（Hess）和基尔霍夫（Kirchhoff）等人发展了热化学和化学热力学，此时对燃烧过程进行了静态研究，认为燃烧过程可作为热力学体系考察其初态、终态间的关系，可用热力学系统

4、的燃烧状态、组分参数变化阐明燃烧热、产物平衡组分及绝热燃烧温度的规律性。二、燃烧学发展史 4.燃烧反应动力学Simonov，Lewis（20世纪初）直到20世纪的30年代，美国化学家刘易斯（U，Lewis）和俄国化学家谢苗诺夫等人将化学动力学的机理引人燃烧的研究，并确认燃烧的化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素，且发现燃烧反应具有链锁反应的特点，这样才初步奠定了燃烧理论的基础。二、燃烧学发展史5.燃烧学Zeldovich，Frank-Kamenetsky，Spalding，Predvoditelev，Khitrin（20世纪30到50年代），Williams 俄国的谢苗诺夫、泽尔多维奇等人应用反应动力学和传热传质相互作用的观点，首先从定量关系上建立了着火及火焰传播的经典燃烧理论。20世纪40和50年代，在发展喷气推进技术的过程中，形成了独立的学科-燃烧学。二、燃烧学发展史 6.化学（反应）流体力学 Von Karmen，钱学森（20世纪60年代），Williams 20世纪5060年代，美国力学家冯卡门（Von Karmen）和我国力学家钱学森首先倡议用连续介质力学来研究燃烧基本过程，并逐渐建立了“燃烧反应流体力学”。二、燃烧学发展史7.计算燃烧学 Spalding，Gosman，Smoot，Swithenbank8.燃烧的激光诊断学 Durst，Bachalo，Adrain