燃烧理论课程回顾2014.pdf

《燃烧理论基础》课程回顾 罗马吉 2014.5 本课程的学习内容 第一章燃烧热力学 第二章化学动力学 第三章燃烧物理学 第四章着火（自燃与引燃） 第五章预混合气体燃烧火焰 第六章扩散火焰与液体燃料燃烧 第七章气体燃料的喷射与燃烧 第八章 固体燃料的燃烧 课程实验 第一章 燃烧热力学 1.何谓燃烧？ 燃烧是一种急速、剧烈的发光发热的氧化反应过程。 2. 化合物的标准生成焓 化合物的构成元素在标准状态下（25ºC，0.1MPa ）定 温—定容或者定温定压；经化合反应生成一个mol的该化 合物的焓的增量（kJ/mol）。 所有元素在标准状态下的标准生成焓均为零。 3. 反应焓 在定温-定容或定温-定压条件下，反应物与产物之间的焓 差，为该反应物的反应焓（kJ）。 4. 反应焓的计算 5. 燃烧焓 单位质量的燃料（不包括氧化剂）在定温—定容 或定温—定压条件下，燃烧反应时的反应焓之值 （kJ/kg）。 6. 燃料热值 燃料热值有高热值与低热值之分，相差一个燃烧 产物中的水的气化潜热。 7.化学反应速度、正向反应速度、逆向反应 速度、反应速度常数 8.平衡常数的三种表达方式和相互间的关系 按浓度定义的反应平衡常数,以分压定义的反应 平衡常数,以体积百分比定义的平衡常数 平衡常数越大，反应进行得越彻底 9.反应度λ 表示系统达到平衡时反应物能有效变为产物的 程度 反应式 aA +bB →(1−λ)(aA +bB) +λ(cC +dD) 10. Gibbs函数的定义 g h Ts − 自由焓，为状态参数。 11. Helmholtz函数 自由能f f=u-Ts 12.焓与生成焓仅是温度的单一函数，而自由 焓与P、T有关。 13.标准反应自由焓 14.平衡常数kp与反应自由焓的关系 15.过量空气系数 燃烧1kg燃料，实际提供空气量/ 理论所需空 气量。 16.当量比( φ) C－实际浓度，Cst－理论浓度 17.浓度（燃空比） 一定体积混合气中的燃料重量/ 空气重量 18. 化学计量浓度 时的浓度 19. 绝热燃烧火焰温度 的求解方法，尤其是考 虑化学平衡时的计算方 法 首先分别根据平衡常数 kp和能量守恒方程得到 反应度λ和绝热火焰温 度Tf 的关系，然后采用 迭代法计算得到Tf 。 20.绝热燃烧火焰温度 计算程序及数据处理 第二章化学反应动力学 1. 化学反应动力学是研究化学反应机理和化 学反应速率的科学。 2. 燃烧机理研究的核心问题有：燃烧的反应 机构、反应速度、反应程度、燃烧产物的生 成机理等 3.净反应速度 消耗速度与生成速度的代数和。 4.反应级数n 一般碳氢燃料n=1.7~2.2≈2 5. Arrhenius定律 比反应速度 A-频率因子（分子间碰撞的频率）; E－活化能；T － 温度 实际反应过程的比反应速度常数的一般形式表达为 k T exp( E / RT) −α β 指前因子、温度指数和活化能 6. 分子碰撞理论与Arrhenius定律属热爆燃理论 7. 热爆燃理论