《应用燃烧学》为普通高等教育“十三五”规划教材——应用热工学系列之一,主要介绍了燃料的基本性质、燃烧的基本原理、燃烧设备的基本工作过程、燃烧数值模拟以及燃烧污染控制等方面相关的专业知识。
本书适合作为能源与动力工程类本科专业32~40学时的应用燃烧学教材,也可以作为职业院校学生及其他相关人员的参考用书。
绪论(1)
1燃料(4)
1.1固体燃料(4)
1.1.1煤的工业分析(6)
1.1.2固体燃料的化学组成成分及含量(9)
1.1.3固体燃料组成的表示方法(11)
1.1.4燃料的发热量(14)
1.1.5煤的使用性能(16)
1.2液体燃料(17)
1.2.1石油的一般性状及化学组成(17)
1.2.2石油的加工方法(18)
1.2.3液体燃料分类(19)
1.2.4液体燃料的物理性质(21)
1.3气体燃料(24)
1.3.1天然气(25)
1.3.2人造煤气(26)
1.3.3气体燃料的成分表示方法及发热量(29)
作业题(30)
2燃料燃烧计算(31)
2.1空气需要量和燃烧产物生成量的计算(完全燃烧)(31)
2.1.1固体和液体燃料空气需要量和燃烧产物生成量的计算(32)
2.1.2气体燃料空气需要量和燃烧产物生成量的计算(38)
2.2不完全燃烧的燃烧产物(41)
2.3燃烧温度(44)
2.3.1实际燃烧温度(44)
2.3.2理论燃烧温度(45)
2.3.3燃料的理论热量计温度(50)
2.4烟气的分析计算(53)
2.4.1燃烧产物气体成分的测定和验证(54)
2.4.2空气消耗系数的检测计算(57)
2.4.3不完全燃烧的热损失计算(59)
作业题(61)
3燃烧理论基础(63)
3.1气体射流的混合过程(63)
3.1.1静止气体中的自由射流(63)
3.1.2同向平行流中的自由射流(65)
3.1.3相交射流(67)
3.1.4射流错流(68)
3.2燃烧化学反应动力学基础(71)
3.2.1质量作用定律(71)
3.2.2影响反应速率的因素(72)
3.2.3基元反应与总包反应(74)
3.3着火过程(75)
3.3.1燃烧室中的着火条件(76)
3.3.2热自燃的浓度界限与区间(78)
3.3.3强迫点燃理论(79)
3.4火焰结构(80)
3.4.1层流火焰传播理论(80)
3.4.2紊流火焰传播理论(83)
3.4.3层流预混火焰的结构(86)
3.4.4紊流预混火焰的结构(87)
3.4.5层流扩散火焰的结构(88)
3.4.6紊流扩散火焰的结构(89)
3.4.7火焰高度(89)
3.5油粒与炭粒的燃烧(89)
3.5.1油粒的燃烧(90)
3.5.2油雾燃烧火焰(92)
3.5.3炭的反应速度(92)
3.5.4炭燃烧的动力区和扩散区(93)
3.5.5内部反应(94)
3.5.6二次反应的影响(95)
3.5.7炭粒的燃烧(96)
3.5.8煤粉燃烧火焰(97)
作业题(98)
4燃料的燃烧方法与装置(99)
4.1气体燃料燃烧的方法与装置(99)
4.1.1有焰燃烧(100)
4.1.2半无焰燃烧(101)
4.1.3无焰燃烧(101)
4.1.4平焰燃烧(102)
4.2液体燃料燃烧的方法与装置(103)
4.3固体燃料的燃烧方法(108)
4.3.1固体燃料的层状燃烧(108)
4.3.2悬浮燃烧法(110)
4.3.3旋风燃烧法(112)
4.3.4沸腾燃烧法(114)
作业题(116)
5燃烧过程数值模拟(117)
5.1计算燃烧动力学的应用(117)
5.2燃烧过程数值模拟的分类(118)
5.3燃烧过程数值模拟方法(119)
5.3.1基本守恒方程组和物理模型(119)
5.3.2求解域和守恒方程的离散化(125)
5.3.3离散方程的求解方法(125)
5.4燃烧过程数值模拟软件(126)
5.4.1OpenFOAM(126)
5.4.2KIVA(128)
5.5燃烧过程数值模拟的应用(129)
5.6数值模拟的流程步骤(130)
作业题(138)
6燃烧主要有害物的生成机理与控制方法(139)
6.1燃烧主要有害物的生成机理(139)
6.1.1CO的产生机理(139)
6.1.2炭黑的生成机理(139)
6.1.3硫氧化物的生成机理(140)
6.1.4氮氧化物的生成机理(140)
6.1.5烟尘的生成机理(141)
6.2燃烧有害物的控制(142)
6.2.1CO的控制(142)
6.2.2炭黑的控制(143)
6.2.3硫氧化物的控制(143)
6.2.4氮氧化物的控制(144)
6.2.5烟尘的控制(144)
6.3煤炭燃烧的大气污染(145)
6.3.1煤炭燃烧造成大气污染的原因(145)
6.3.2煤炭燃烧的大气污染相关治理策略(146)
6.4国外发达国家的防治对策(146)
6.4.1美国大气污染防治对策(146)
6.4.2欧盟大气污染防治对策(147)
6.5国外大气污染防治技术应用状况(148)
6.5.1美国大气污染源最佳可行控制技术(BACT)(148)
6.5.2欧盟大气污染源最佳可行技术(BAT)(149)
作业题(149)
附表1气体平均比热容(150)
附表2可燃气体的主要热工特性(151)
参考文献(152)
李爱琴,博士研究生,北京石油化工学院能源与动力工程专业专任教师,从事《燃烧学》、《工程热力学》教学17年,编写教材2部,发表教改及科研论文20余篇,其中SCI和EI收录多篇。