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《高等焚烧学》习题集与解答第一章绪论1、什么叫焚烧？答：焚烧标准化学定义：焚烧是一种发光发热的激烈的化学反响。
焚烧的广义定义：焚烧是指任何发光发热的激烈的化学反响，不必定要有氧气参加。
2、焚烧的实质是什么？它有哪些特色？举例说明这些特色。
答：焚烧的实质是一种氧化复原反响。
它的特色是：放热、发光、发烟并伴有火焰。
3、如何正确理解焚烧的条件？依据焚烧条件，能够提出哪些防火和灭火方法？答：可燃物、助燃物和点火原始焚烧的三因素，要发生焚烧，可燃物和助燃物要有必定的数目和浓度，点火源要有必定的温度和足够的热量。
依据焚烧的条件，能够提出一下防火和灭火的方法：防火方法： a、控制可燃物；b、隔断空气；c、消除点火源灭火方法： a、隔绝法； b、窒息法； c、冷却法； d、克制法4、我国当前能源与环境的现状如何？电力市场的现状如何？如何对待焚烧科学的发展远景？答：我国当前能源环境现状：一、能源丰富而人均花费量少我国能源固然丰富，可是散布不平均，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少。
固然在生产方面，自解放后，能源开发的增添速度也是比较快，但因为我国人口众多，且人口增添快，造成我国人均能源花费量水平低下，仅为每人每年 0.9 吨标准煤，而 1 吨标准煤的能量大体能够把 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当前状况看，煤炭仍旧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率是相当大的。
以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈腐的设施和炉灶中沿用落伍的技术被直接焚烧使用，成为我国大气污染严重的主要本源。
据历年的资料估量，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、特别是降尘量大；污染冬季比夏季严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增添了煤的耗费量。
第一部分绪论第一节前言一、《消防燃烧学》课程的形成与发展背景所谓燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象，在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，就是火灾，它是最常见的灾害之一。
消防燃烧学是研究火灾的发生、发展和熄灭的基本规律，以及防火、防爆和灭火的一般原理的科学。
现在在世界范围内，不仅火灾发生的频率增加，而且火灾向着多样化、复杂化的方向发展，由其引起的直接损失及其防治费用均呈上升趋势。
仅在我国，每年发生火灾十几万起，有6千人死于火灾，直接经济损失高达50亿以上。
因此，预防和控制火灾对保障人民生命财产的安全具有极其重要的意义。
为了预防和控制火灾，不仅要增加监测和扑救的人力和装备，更要研究火灾燃烧发生、发展和熄灭的基本规律及防火、防爆和灭火的一般原理，把火灾防治建立在对火灾燃烧过程科学认识的基础上，为火灾的预防与控制提供理论指导和基础数据，以不断适应当今消防科技发展进程中火灾认识科学化和火灾预防与控制工程化这一深刻变革，顺应新形势下消防工作对高素质、专家型人才培养的要求。
所有这些，为《消防燃烧学》课程的形成与发展提供了深厚的现实背景。
二、《消防燃烧学》课程的主要内容1、物理、化学基础——包括燃烧反应速度、热量传递和物质传递理论以及燃烧有关参数的计算等内容。
2、着火、灭火理论——包括可燃物着火方式、热着火理论、链锁反应理论、着火和灭火条件、着火感应期、最小引燃能以及火焰传播等内容。
3、可燃物质燃烧特点——包括可燃气体爆炸条件、爆轰理论、有关参量计算及其预防措施；可燃液体闪燃规律、石油及其产品着火后的沸溢和喷溅问题；可燃固体的燃烧模式、阻燃机理、粉尘和火炸药爆炸问题。
4、室内火灾燃烧特征——包括室内火灾燃烧的主要特点、发展阶段、轰燃的本质与特点、烟气的流动特征、室内火灾过程的计算机模拟、火灾模化相似理论等。
5、火灾燃烧实验技术——包括各类可燃物质燃烧或爆炸的特性及有关参数测定；火灾模化实验；计算机模拟技术，等等。
教学目的1掌握多元混合反应系统条件下，在全混流以及柱塞流反应器中构造燃烧模型的方法2逐步学会在多元混合系统条件下构造复杂燃烧反应模型的方法3掌握进行着火、火焰传播和火焰稳定性研究的经典燃烧学理论和研究方法4逐步学会自己搭建实验系统或设计反应模型进行燃烧过程研究的方法燃烧学的背景知识化学热力学；化学反应动力学；物理学；流体力学；传热学；传质学燃烧过程的理论模化目的：1模拟燃烧过程并发展对各种条件下燃烧行为的预测模型2解释和理解所观察到的燃烧现象3取代困难或昂贵的试验4指导燃烧试验的设计5有助于确定各独立参数对燃烧过程的影响燃烧模型的基本组成围绕【控制方程1、守恒方程2、输运方程】的条件：1初始条件；2状态方程；3动力学参数；4材料性质和结构特性；5经验知识；6热力学和输运特性；7边界条件。
湍流问题的另外考虑1湍流流体微团的输运——湍流力学课程讲授：湍流动能的输运；湍流动能和耗散率的输运；雷诺应力的输运；概率密度函数的输运；瞬时脉动量的输运。
随着湍流模型的发展还会有其它物理量输运。
2湍流反应流的处理：统计矩方法——统计求解平均化学反应速率；概率密度函数法——应用联合PDF方程封闭方程组。
教学内容1化学热力学2化学动力学和反应器理论3多组分反应系统的守恒方程4预混气体的缓燃波和爆震波5气体的层流火焰6湍流火焰7两相流燃烧理论基础8点火理论9实际火焰中煤的燃烧理论学时安排1.化学热力学4学时2.化学动力学和反应器理论7学时（含1学时讨论课）3.多组分反应系统的守恒方程7学时（含1学时讨论课）4.预混气体的缓燃波和爆震波4学时5.气体的层流火焰5学时（含1学时讨论课）6.湍流火焰2学时7.两相流燃烧理论基础7学时（含1学时讨论课）8.点火理论4学时9.实际火焰中煤的燃烧理论5学时（含1学时讨论课）参考资料课程内容主参考书：《燃烧原理》，陈义良等，航空工业出版社；《粉煤燃烧与气化》，J.G.斯穆特，科学出版社；《燃烧物理学基础》，付维彪等，机械工业出版社辅助参考书：《燃烧理论与化学流体力学》，周力行，科学出版社；《高等燃烧学》，岑可法等，浙江大学出版社；《化工热力学》；《化学反应工程学》第一章 化学热力学1、本章学习提示（1）燃烧过程的特点：1反应中放出大量热能2具有较高的反应速率3高温下存在反应离解和平衡（2）能量的变化机理：1旧化学键的分裂——吸收一定的能量；2新化学键的建立——放出一定的能量；3键能的差额——反应中的能量变化（3）在燃烧学中，化学热力学解决燃烧过程中能量变化的数量、方向和化学平衡问题（4）在研究生阶段，重点解决存在化学平衡的高温反应条件下能量变化的数量、方向和化学平衡问题需要同学们学习的内容1如何定量描述化学反应的放热量？2在反应物和产物确定的情况下如何求解燃烧反应放热？3如何确定燃烧的反应产物组成及反应进行的程度？4如何求解绝热燃烧温度？5如何提出实际气体的状态方程？专题一 如何定量描述反应放热2、有关概念的回顾化合物的生成焓定义：当化学元素在化学反应中构成一种化合物时生成或吸收的能量。
江苏自考12406消防燃烧学重点复习第一章火灾燃烧基础知识一、填空1、燃烧从本质上讲，是一种特殊的氧化还原反应。
2、燃烧三要素：要发生燃烧反应，必须有可燃物、助燃物和点火源。
3、根据火三角形，可以得出控制可燃物、隔绝空气、消除点火源、防止形成新的燃烧条件阻止火灾范围的扩大四种防火方法。
4、根据燃烧四面体，可以得出隔离法、窒息法、冷却法、化学抑制法四种灭火方法。
5、燃烧按照参与燃烧时物质的状态分类，可分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧；按照可燃物与助燃物相互接触与化学反应的先后顺序分类，燃烧可分为预混燃烧和扩散燃烧；按照化学反应速度大小分类，燃烧可分为热爆炸和一般燃烧；按照参加化学反应的物质种类分类，燃烧可分为化合反应燃烧和分解反应燃烧两类；按照反应物参加化学反应时的状态分类，燃烧可分为气相燃烧和表面燃烧；按照着火的方式分类，燃烧可分为自燃和点燃等形式。
6、热量传递有三种基本方式：即热传导、热对流和热辐射。
7、释放热量和产生高温燃烧产物是燃烧反应的主要特征。
8、物质的传递主要通过物质的分子扩散、燃料相分界面上的斯蒂芬流、浮力引起的物质流动、由外力引起的强迫流动、紊流运动引起的物质混合等方式来实现。
9、物质A在物质B中扩散时，A扩散造成的物质流与B中A物质的浓度梯度成正比，这个梯度可有三种表示方法，分别是浓度梯度、分压梯度和质量分数梯度。
10、管道高度越高，管道内外温差越大，烟囱效应越显著。
11、烟气是火灾使人致命的主要原因。
烟气具有的危害性包括：缺氧、窒息作用；毒性、刺激性及腐蚀性作用；烟气的减光性；烟气的爆炸性；烟气的恐怖性；热损伤作用。
12、烟气的主要成分：CO、CO2、HCI、SO2、NO2、NH3等气态产物。
二、简答1、燃烧的本质：是一种特殊的氧化还原反应。
燃烧的特征：燃烧时可以观察到火焰、发光、发烟这些特征。
例如：蜡烛燃烧时可以观察到花苞型火焰，实际火灾中的火焰呈踹流状态；停电时蜡烛发出的光可以照亮周围，实际火灾中物质燃烧的火光能够照亮夜空；蜡烛棉芯较长时很容易观察到火焰上方有黑烟冒出，在蜡烛上方放置冷瓷器时，可以观察到烟炱，实际火灾中更可以观察到浓烟滚滚的现象。
高等燃烧学1. 捷尔道维奇：针对二维无穷大平板边界层反应流动，将含有燃烧反应速率源项的偏微分方程组中的动量、能量及组分守恒方程改造成相同形式。
2.广义雷诺比拟：将捷尔道维奇变换进一步改造，使其边界条件也成为相同形式。
3.斯蒂芬流：在相分界面处既有扩散现象存在，同时又有物理或化学过程存在。
4.自由射流火焰结构：层流：边沿光滑,稳定,明亮；湍流：边沿颤动,皱折,破裂。
5.受限射流火焰：受限射流火焰长度比自由射流火焰长度长，且其随θ的减小而增大。
6.旋转射流火焰：具有切向速度，旋转产生轴向、径向的压力梯度，并在轴向产生回流区，可以提高火焰的稳定性与燃烧强度。
7.着火：指预混可燃气体反应的自动加速、自动升温而引起某个空间或某个瞬间出现火焰的过程，此过程中化学反应速度出现跃变。
8.着火方式：化学自燃、热自燃、热点燃。
9.着火机理：热自燃（化学链锁反应）Q产生>Q散发（Q换成P）→W↗→着火。
1.本生灯：是一个垂直的圆管，其中流动着均匀的可燃混合气。
混合气在管口处被点燃后，将形成稳定的正锥体形层流火焰前锋，火焰由内外两层火焰锥组成。
2.火焰稳定机理：用钝体改变高速混气的速度场分布，实现SL=un；在钝体的后方形成两个高温回流区，作为混气的固定点火源。
3.火焰稳定方法：用逆向射流；用回流热气体；用金属丝棒环；用值班火焰。
4.谢苗洛夫：反应放热曲线与系统向环境散热的散热曲线相切就是着火的临界条件，谢分析法认为在容器内温度与浓度是均匀的，而只研究过程随时间的变化。
5.弗朗克：以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则，给出了热自燃的稳态分析方法。
6.折算薄膜方法：将一个真空的二维轴对称对流传热传质问题转化为一个假想的等值球对称的导热与扩散问题。
a.不考虑蒸发和燃烧，将液滴看成是一个只与气流有对流换热的固体球，将对流换热转化为球对称导热问题；b.不考虑对流的存在，只研究这个假想的有分子导热和扩散的球壳内的蒸发与燃烧。
