燃烧学

第一讲重点：燃烧条件、及燃烧空气量的计算。

绪论燃烧学是研究燃烧的发生、发展和熄灭过程的学科。

一．燃烧学的研究内容燃烧的本质；着火机理、熄火机理；气、液、固体可燃物燃烧特性；燃烧技术（工程燃烧学）；防灭火技术（消防燃烧学）。

二．燃烧学学习的目的和意义2.1 火的作用火被人类掌握和使用以后，为人类的进步和社会的发展作出了巨大贡献。

2.2火的危害火一旦失去控制，造成对国民经济的损失，同时，火灾还对环境和生态系统造成不同程度的破坏。

火灾还对社会带来不安定因素。

火灾指的是在时间和空间上失去控制的一种灾害性燃烧现象，包括森林、建筑、油类等火灾以及可燃气和粉尘爆炸。

火灾发生的必要条件：可燃物、空气和火源同时存在。

按火灾损失严重程度可分为特大火灾、重大火灾和一般火灾三类。

下面是几个典型火灾案例。

1998年1月3日，吉林省通化市东珠宾馆发生火灾。

1999年10月30日，韩国仁川市一幢4层楼的地下卡拉OK厅发生火灾，有57人被烧死，71人被烧伤。

2000年12月25日，洛阳东都商厦火灾。

2002年6月16日，位于海淀区学院路20号的“蓝极速”网吧发生火灾。

火灾烟气的组成：（1）气相燃烧产物；（2）未完全燃烧的液固相分解物和冷凝物微小颗粒；（3）未燃的可燃蒸汽和卷吸混入的大量空气。

火灾烟气中含有众多的有毒有害成分、腐蚀性成分和颗粒物等，加之火灾环境高温、缺氧，导致火灾中很多人因烟气窒息和中毒而死亡。

2.3目的和意义学习研究各种可燃物的着火条件――――防火学习研究物质爆炸规律―――预防爆炸学习研究燃烧、蔓延规律、熄灭―――灭火，减少损失学习研究燃烧烟气特性――――防排烟，减少人员伤亡三、火灾防治措施火灾防治措施有：建立消防队伍和机构、研制各种防灭火设备、制定相关防灭火法规、研究火灾机理和规律及调动社会各界力量投入防灭火。

四、燃烧学的研究对象和方法4．1燃烧学的研究对象燃烧学的主要研究方面：1、燃烧理论的研究。

2、燃烧技术的研究。

未来燃烧技术的发展趋势与挑战
发展趋势
未来燃烧技术的发展趋势包括进一步提高燃烧效率、 降低污染物排放、实现可再生能源的利用和智能化控 制等。
挑战
未来燃烧技术的发展面临诸多挑战，如技术瓶颈、经 济成本、政策法规和环保要求等。需要加强科技创新 和政策引导，推动燃烧技术的可持续发展。
感谢您的观看
THANKS
03
燃料电池可应用于汽车、船舶、航空航天、电力系统和备用电
源等领域。
生物质能燃烧技术及应用
生物质燃烧技术
生物质燃烧技术是将生物质转化为热能和电能的一种方式，具有高 效、环保、可再生的特点。
生物质燃烧设备
生物质燃烧设备包括生物质锅炉、生物质焚烧炉和生物质热电机组 等。
生物质燃烧应用
生物质燃烧可用于供热、发电和工业生产等领域，是实现可再生能源 利用的重要途径之一。
02
燃烧的基本原理
燃烧化学反应机理
01
燃烧化学反应机理是研究燃烧过 程中化学反应如何进行的机制。 它涉及到反应物分子间的相互作 用以及反应过程中的能量变化。
02
燃烧化学反应机理对于理解燃烧 过程、优化燃烧效率和减少污染 物排放具有重要意义。
燃烧反应动力学
燃烧反应动力学是研究燃烧过程中化 学反应速率以及影响反应速率的各种 因素的科学。
通过燃烧反应动力学的研究，可以了 解燃烧反应的快慢程度，进而优化燃 烧条件，提高燃烧效率。
燃烧热力学
燃烧热力学主要研究燃烧过程中能量的转化和物质的变化。 它涉及到燃烧过程中能量的释放、转移和利用。
燃烧热力学对于能源利用、环境保护和可持续发展具有重要 意义。
燃烧过程中的物质传递与热力学
燃烧过程中的物质传递与热力学涉及 到燃烧过程中物质和能量的传递与转 化过程。

燃烧学燃烧学是研究燃烧现象、实践和理论的科学。

燃烧是涉及到化学、热力学、传热传质学和流体力学等问题的复杂过程。

燃烧学是研究着火、熄火和燃烧机理的学科。

燃烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应，并伴有发光发热的现象。

燃烧不单纯是化学反应，而是反应、流动、传热和传质并存、相互作用的综合现象。

燃烧学的研究内容通常包括燃烧过程的热力学，燃烧反应的动力学，着火和熄火理论，预混气体的层流和湍流燃烧，液滴和煤粒燃烧、液雾、煤粉和流化床燃烧，推进剂燃烧，焊震燃烧，边界层和射流中的燃烧，湍流和两相燃烧的数学模型，以及燃烧的激光诊断等。

远古时代，火的使用使人类从野蛮状态走向文明。

十世纪以前，人们认为物质燃烧取决于一种特殊的“燃素”。

18世纪中叶，法国化学家拉瓦锡和俄国科学家罗蒙诺索夫根据他们的实验，分别提出燃烧是物质氧化的理论。

19世纪，人们用热化学和热力学方法研究燃烧，发现了燃烧热、绝热燃烧温度和燃烧产物平衡成分等重要特性。

20世纪初，苏联化学家谢苗诺夫和美国化学家刘易斯等人发现，影响燃烧速率的重要因素是反应动力学，而且燃烧反应有分枝链式反应的特点，即中间生成物可以加速燃烧过程。

20 世纪20年代，苏联科学家泽利多维奇、弗兰克·卡梅涅茨基和美国的刘易斯等又进一步发现：燃烧现象，无论是着火、熄灭和火焰传播，还是缓燃和爆震等，都是化学反应动力学和传热传质等物理因素的相互作用。

在研究了预混火焰和扩散火焰、层流燃烧、湍流燃烧、液摘燃烧和碳粒燃烧等基本规律之后，人们认识到，控制燃烧过程的主导因素往往不是化学反应动力学，而是流动和传热传质，于是初步形成燃烧理论。

20世纪40～50年代，由于航空、航天技术的发展，使燃烧的研究由一般动力机械扩展到喷气发动机、火箭和飞行器头部烧蚀等问题中，并取得了迅速的发展。

因此，力学家卡门和中国的钱学森建议用连续介质力学方法来研究燃烧，提出了“化学流体力学”这一名称。

许多人运用粘性流体力学和边界层理论对层流燃烧、湍流燃烧、着火、火焰稳定和燃烧振荡等问题进行了更深入的定量分析。

燃烧学课后习题答案燃烧学是化学工程领域中的一门重要课程，主要研究燃烧过程的基本原理和应用。

通过学习燃烧学，可以深入了解燃烧的机理和特性，为工程实践提供理论指导。

在学习过程中，课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。

下面是一些燃烧学课后习题的答案和解析，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是燃烧反应？燃烧反应的基本要素有哪些？燃烧反应是指物质与氧气发生氧化反应，产生大量热能和光能的过程。

燃烧反应的基本要素包括燃料、氧化剂和着火源。

燃料是被氧化的物质，氧化剂是提供氧气的物质，着火源是引发燃烧反应的能量源。

2. 什么是燃烧温度？燃烧温度是指燃烧反应中产生的热能所对应的温度。

燃烧温度的高低决定了燃烧反应的强弱和产生的热能量。

燃料的燃烧温度越高，燃烧反应越剧烈，产生的热能也越大。

3. 什么是燃烧热？燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧时所释放的热能。

燃烧热是燃料的重要性能指标，可以用来评价燃料的燃烧效果和能量利用率。

燃烧热的单位通常为焦耳/克或千焦/克。

4. 什么是燃烧速率？燃烧速率是指燃烧反应进行的快慢程度。

燃烧速率受到多种因素的影响，包括燃料的物理性质、氧化剂的浓度和温度等。

燃烧速率的高低决定了燃烧反应的持续时间和产生的热能量。

5. 什么是燃烧过程的三个阶段？燃烧过程可以分为三个阶段：引燃阶段、燃烧阶段和燃烧结束阶段。

引燃阶段是指燃料与着火源接触后开始燃烧的过程。

燃烧阶段是指燃料与氧化剂充分混合并发生氧化反应的过程。

燃烧结束阶段是指燃料和氧化剂消耗完毕，燃烧反应逐渐停止的过程。

6. 什么是燃烧反应的平衡？燃烧反应的平衡是指燃料和氧化剂之间的反应速率达到动态平衡的状态。

在燃烧反应平衡时，燃料和氧化剂的浓度保持稳定，燃烧速率不再发生变化。

燃烧反应的平衡与反应速率、温度和压力等因素有关。

7. 什么是燃烧反应的爆轰？燃烧反应的爆轰是指燃料和氧化剂之间的反应速率迅速增加，产生剧烈的爆炸性反应。

爆轰一般发生在燃料和氧化剂的混合比例接近理论最佳比例时，温度和压力等条件适宜的情况下。

燃烧学试题及答案燃烧学是研究燃烧现象、燃烧过程及其控制的科学。

以下是一份燃烧学试题及答案的示例，供参考：一、选择题（每题2分，共20分）1. 燃烧的定义是什么？A. 物质与氧气发生的放热反应B. 物质与氧气发生的吸热反应C. 物质与空气发生的放热反应D. 物质与空气发生的吸热反应答案：A2. 燃烧的三个基本条件是什么？A. 燃料、氧气、点火源B. 燃料、氧气、催化剂C. 燃料、空气、点火源D. 燃料、空气、催化剂答案：A3. 以下哪个不是燃烧产物？A. 二氧化碳B. 水蒸气C. 一氧化碳D. 氧气答案：D4. 什么是完全燃烧？A. 燃料完全转化为二氧化碳和水蒸气B. 燃料完全转化为一氧化碳和水蒸气C. 燃料完全转化为一氧化碳和二氧化碳D. 燃料完全转化为水蒸气答案：A5. 什么是不完全燃烧？A. 燃料完全转化为二氧化碳和水蒸气B. 燃料部分转化为一氧化碳和水蒸气C. 燃料部分转化为二氧化碳和水蒸气D. 燃料完全转化为一氧化碳答案：B...二、填空题（每空2分，共20分）1. 燃烧过程可以分为_和_两个阶段。

答案：预混燃烧阶段；扩散燃烧阶段。

2. 燃烧速率是指单位时间内_的质量或体积的减少量。

答案：燃料。

3. 热值是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时放出的热量，通常分为_和_。

答案：高位热值；低位热值。

4. 燃烧反应的化学方程式通常用_表示。

答案：平衡常数。

5. 燃烧过程中，火焰可以分为_、_和_三个区域。

答案：反应区；氧化区；未反应区。

...三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述燃烧过程中的化学反应类型。

答案：燃烧过程中的化学反应主要包括氧化反应、还原反应和热分解反应。

氧化反应是燃料与氧气结合生成氧化物的过程；还原反应是燃料中的氧化态降低的过程；热分解反应是在高温下燃料分解成更简单物质的过程。

2. 解释什么是燃烧的临界点火温度，并说明其意义。

答案：临界点火温度是指燃料开始自持燃烧所需的最低温度。

一、燃烧与火焰的基本概念1、燃烧通常把具有强烈放热并伴随有光辐射的快速化学反应过程都称为燃烧，如典型的强烈氧化反应，以及与此相似的氮化、氟化等反应也称为燃烧。

（在有两种组分参加的燃烧反应中，把放出活泼氧原子（或类似的原子）的物质称为氧化剂，而另一类组分则称为燃料。

）2、燃烧过程的特性除发光、发热等外部特征外，还具有电离和在可燃介质中传播的特征。

火焰辐射由于火焰发光、发热等导致，主要包括：热辐射——主要是化学稳定产物的光谱带，最强的光谱带一般在红外区。

化学发光辐射——不连续光谱带发射的结果，主要来自于化学反应过程中CH、OH、O等自由基的激发态电子。

炽热固态烟粒和碳粒的辐射——连续辐射，具有较宽的光谱带范围。

电离特性一般在碳氢化合物和空气中的燃烧火焰中（尤其是层流火焰中）的气体具有较高的电离度。

自行传播火焰向周围可燃介质传播，直到整个反应系统终止。

根据传播机理和特征包括两类火焰：缓慢燃烧火焰——通过导热使未燃气体温度升高（或通过扩散作用将自由原子、自由基传递到未燃气体中产生链式反应），以约0.2~1m/s的速度稳定、缓慢地传播。

爆轰火焰——依靠激波的压缩作用使未燃气体温度升高，传播速度约为几km/s）。

3、燃烧过程的本质（1）化学的观点：燃烧过程中原来物质的分子结构被破坏，原子中的外层电子重新组合，经过一系列的中间产物的演变，最后形成了生成物即燃烧产物。

在化学反应中，总的化学能降低了，这部分能量主要以热能和光能的形式被释放出来，表现为火焰现象。

（2）物理的观点：燃烧过程总是发生在流动系统中，这种流动可能是均相流，也可能是多相流，可以是层流也可以是湍流；燃烧过程总是发生在不均匀物质场的条件下，多种组分之间会发生混合、扩散等现象，甚至还有物质相态的变化。

燃烧引起的不均匀温度场，使燃烧过程中还伴有能量的传递，且如外界电磁场、重力场等因素也会对燃烧过程产生显著的影响。

因此，燃烧是一种物理和化学的复杂的综合动态过程，燃烧学的学习必然涉及燃烧的化学热力学和化学动力学基础、燃烧的流体力学和传热传质基础等相关理论基础，以及化学动力学控制的燃烧、液体与煤燃烧的理论、预混气体火焰、湍流燃烧等基本燃烧现象。

燃烧学导论知识点总结燃烧学是研究燃烧现象和燃烧过程的一门学科，它是热力学和化学的交叉领域，对于我们的生活和生产具有非常重要的意义。

燃烧学导论是燃烧学这门学科的入门课程，主要介绍了燃烧现象、燃烧原理、燃料和氧化剂的选择以及燃烧过程中的热学和动力学问题。

本文将对燃烧学导论的主要知识点进行总结和分析。

一、燃烧现象1.燃烧的定义和基本特征燃烧是一种氧化反应，通常伴随着火焰、热量和光的释放。

燃烧过程具有三个基本特征：火焰、热量和光。

火焰是燃烧过程中产生的可见光和热辐射，是燃烧的主要特征之一。

热量是燃烧过程中产生的能量，它使燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂，从而产生新的化合物。

光是燃烧过程中产生的可见光和紫外光，它是燃烧过程的一个重要特征。

2.燃烧的基本要素燃烧的基本要素包括燃料、氧化剂和点火源。

燃料是指能够在氧化剂的作用下发生化学变化的物质，通常包括固体、液体和气体三种状态。

氧化剂是指能够与燃料发生氧化反应的物质，最常用的氧化剂是空气中的氧气。

点火源是指能够使燃烧反应开始的能量来源，通常包括火花、高温或者化学助燃剂。

3.燃烧过程的控制因素燃烧过程的控制因素主要包括燃料的种类、氧化剂的供应和点火源的质量。

燃料的种类是指不同类型的燃料对于燃烧过程的影响，不同种类的燃料具有不同的燃烧特性。

氧化剂的供应是指氧气对于燃烧过程的供应，如果氧气供应不足，燃烧反应将受到限制。

点火源的质量是指点火源对于燃烧过程的起始作用，质量好的点火源可以使燃烧反应更加迅速和充分。

二、燃烧原理1.燃烧反应的能量变化燃烧反应是一种放热反应，它会释放大量的热量。

热量的释放是由于燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂而产生的。

燃烧反应的能量变化可以用燃烧热和生成热表示，燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧释放的热量，生成热是指燃烧过程中产生的新化合物所释放的热量。

2.燃烧反应的化学方程式燃烧反应的化学方程式是燃料和氧化剂发生反应形成新化合物的化学方程式。

燃料和氧化剂之间的化学反应会产生新的化合物和释放能量。

燃烧基础知识第一节燃烧的本质与条件一、燃烧的定义在国家标准《消防基本术语·第一部分》GB5907—86中将燃烧定义为：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。

燃烧应具备三个特征，即化学反应、放热和发光。

燃烧过程中的化学反应十分复杂。

可燃物质在燃烧过程中，生成了与原来完全不同的新物质。

燃烧不仅在空气(氧)存在时能发生，有的可燃物在其他氧化剂中也能发生燃烧。

二、燃烧的本质近代连锁反应理论认为：燃烧是一种游离基的连锁反应(也称链反应)，即由游离基在瞬间进行的循环连续反应。

游离基又称自由基或自由原子，是化合物或单质分子中的共价键在外界因素(如光、热)的影响下，分裂而成含有不成对电子的原子或原子基团，它们的化学活性非常强，在一般条件下是不稳定的，容易自行结合成稳定分子或与其他物质的分子反应生成新的游离基。

当反应物产生少量的活化中心——游离基时，即可发生链反应。

只要反应一经开始，就可经过许多连锁步骤自行加速发展下去(瞬间自发进行若干次)，直至反应物燃尽为止。

当活化中心全部消失(即游离基消失)时，链反应就会终止。

链反应机理大致分为链引发、链传递和链终止三个阶段。

综上所述，物质燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。

可燃物质的多数氧化反应不是直接进行的，而是经过一系列复杂的中间反应阶段，不是氧化整个分子，而是氧化链反应中间产物——游离基或原子。

可见，燃烧是一种极其复杂的化学反应，游离基的链反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。

三、燃烧的条件(一)燃烧的必要条件燃烧现象十分普遍，但任何物质发生燃烧，都有一个由未燃烧状态转向燃烧状态的过程。

燃烧过程的发生和发展都必须具备以下三个必要条件，即：可燃物、助燃物(又称氧化剂)和引火源。

上述三个条件通常被称为燃烧三要素。

只有这三个要素同时具备的情况下可燃物才能够发生燃烧，无论缺少哪一个，燃烧都不能发生。

《燃烧学》课程笔记第一章燃料与燃烧概述一、燃烧学发展简史1. 古代时期- 早期人类通过摩擦、打击等方法产生火，火的使用标志着人类文明的开始。

- 古埃及、古希腊和古罗马时期，人们开始使用火进行冶炼、烹饪和取暖。

2. 中世纪时期- 炼金术的兴起，炼金术士们试图通过燃烧和其他化学反应来转化金属。

- 罗杰·培根（Roger Bacon）在13世纪对火进行了研究，提出了火的三要素理论：燃料、空气和热。

3. 17世纪- 法国化学家安托万·洛朗·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）通过实验证明了燃烧是物质与氧气的化学反应，推翻了燃素说。

- 拉瓦锡的氧化学说为现代燃烧理论奠定了基础。

4. 18世纪- 约瑟夫·普利斯特里（Joseph Priestley）和卡尔·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）分别独立发现了氧气。

- 拉瓦锡和普利斯特里的实验揭示了氧气在燃烧过程中的作用。

5. 19世纪- 热力学第一定律和第二定律的发展，为理解燃烧过程中的能量转换提供了理论基础。

- 化学反应动力学的发展，科学家们开始研究燃烧反应的速率和机理。

6. 20世纪- 燃烧学作为一门独立学科得到发展，研究内容包括火焰结构、燃烧污染物生成与控制等。

- 计算流体力学（CFD）的应用，使得燃烧过程的模拟和优化成为可能。

- 环保意识的提高，促进了清洁燃烧技术和低污染燃烧技术的发展。

二、常见的燃烧设备1. 炉子- 锅炉：用于发电和工业生产中的蒸汽供应。

- 炉灶：家用烹饪设备，使用天然气、液化石油气等作为燃料。

- 热水器：利用燃料燃烧产生的热量加热水。

2. 发动机- 内燃机：汽车、摩托车等交通工具的动力来源。

- 燃气轮机：用于飞机、发电厂等，具有较高的热效率。

3. 焚烧炉- 医疗废物焚烧炉：用于医院废物的无害化处理。

- 城市生活垃圾焚烧炉：用于垃圾减量和资源回收。

燃烧学燃烧学是一门研究燃烧现象及其应用的学科。

它涉及到多个方面，包括燃烧基础、燃烧化学、燃料与燃烧、火焰传播、燃烧器设计、燃烧环境影响、燃烧测量与监控、燃烧效率与优化、燃烧污染物排放以及燃烧理论模型等。

一、燃烧基础燃烧是物质与氧气发生反应的过程，通常会产生光和热。

燃烧基础是燃烧学的基础，它涉及到燃烧的概念、燃烧的必要条件以及燃烧的类型等方面的知识。

二、燃烧化学燃烧化学是燃烧学的重要组成部分，它主要研究燃烧过程中的化学反应和反应机理。

通过了解燃烧化学，可以更好地理解燃烧现象，优化燃料和燃烧条件，提高燃烧效率。

三、燃料与燃烧燃料是燃烧过程中所需的物质，不同的燃料具有不同的性质和特点。

燃料与燃烧的研究涉及到燃料的分类、特性、燃烧过程和反应机理等方面的知识。

通过对燃料与燃烧的研究，可以提高燃料的利用效率和减少污染物的排放。

四、火焰传播火焰传播是燃烧过程中的一个重要现象，它涉及到火焰的形成、传播和熄灭等方面的知识。

通过对火焰传播的研究，可以更好地了解火焰的特性，控制火焰的行为，提高燃烧过程的稳定性。

五、燃烧器设计燃烧器是实现燃料燃烧的装置，其设计对于燃烧过程的效率和安全性具有重要影响。

燃烧器设计的研究涉及到燃烧器的结构、工作原理、设计原则和方法等方面的知识。

通过对燃烧器设计的研究，可以提高燃烧器的性能和可靠性。

六、燃烧环境影响燃烧过程会向环境中排放各种气体和颗粒物，这些物质会对环境产生影响。

燃烧环境影响的研究涉及到污染物排放、空气质量和环境监测等方面的知识。

通过对燃烧环境影响的研究，可以降低燃烧过程对环境的影响，促进可持续发展。

七、燃烧测量与监控燃烧测量与监控是燃烧学中的重要技术手段，它涉及到各种测量仪器和监测方法。

通过燃烧测量与监控，可以实时了解燃烧过程的参数和状况，优化燃烧过程，提高燃烧效率，同时也可以保障设备和人员的安全。

八、燃烧效率与优化燃烧效率是指燃烧过程中有效能量的比例，优化燃烧效率可以提高燃料利用率和减少能源浪费。

燃烧学的基础认识燃烧是一种氧化还原反应，通常需要三个要素：燃料、氧气和点火源。

燃料可以是固体、液体或气体，常见的燃料包括木材、煤炭、石油和天然气等。

氧气是燃烧反应的氧化剂，点火源则是引发燃烧反应的能量输入。

燃料在燃烧过程中与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水等化合物，并释放出大量的能量。

燃烧反应通常伴随着火焰、热和光的产生。

火焰是燃料燃烧过程中可见的明亮和炽热的气体，热是燃烧过程中释放的能量，而光是由火焰所产生的可见光辐射。

燃烧过程中，燃料的燃烧速率受到多种因素的影响。

其中，燃料的物理性质、温度、氧气浓度和反应速率常数等因素都会对燃烧速率产生影响。

燃料的物理性质如燃烧点、闪点和挥发性等都会影响燃料的易燃性和燃烧速率。

温度是影响燃烧速率的重要因素，一般情况下，温度越高，燃烧速率越快。

氧气浓度是燃烧反应的重要参数，氧气浓度越高，燃烧速率越快。

反应速率常数是描述燃烧反应速率的物理量，它与反应物浓度、温度和反应机理等因素有关。

燃烧反应不仅是一种常见的化学反应，也是人类生活中不可或缺的过程。

燃烧为人类提供了能源，如燃料为汽车提供动力、燃烧为发电厂提供电能。

然而，燃烧也会带来一些负面影响，如空气污染和火灾等。

燃烧产生的废气和废物会对环境造成污染，如二氧化碳的排放对全球气候变化产生影响。

火灾是燃烧失控的一种情况，会给人类的生命财产造成巨大的损失。

为了更好地利用燃烧过程，保护环境和防止火灾，燃烧学的研究变得尤为重要。

燃烧学研究的内容包括燃烧机理、燃烧过程的数学模型和燃烧控制等。

通过研究燃烧机理和燃烧过程的数学模型，可以更好地理解燃烧反应的基本原理和特性，为燃烧过程的优化和控制提供科学依据。

燃烧控制技术可以通过调节燃料和氧气的供应、改变燃烧条件和优化燃烧设备等手段，实现燃烧过程的高效、清洁和安全。

燃烧学是研究燃烧反应的一门学科，它涉及燃料的燃烧过程、燃烧速率和燃烧控制等内容。

燃烧反应是一种常见的氧化反应，通过燃料与氧气的反应，产生能量、热和光。

大学燃烧学知识点总结一、燃烧的基本过程1. 燃烧的定义和分类燃烧是指可燃物质和氧气发生化学反应，产生焰火和释放能量的过程。

根据燃烧过程中的燃料状态和供氧方式的不同，可将燃烧分为固体燃烧、液体燃烧和气体燃烧。

而根据燃烧的形式和特点，又可分为明火燃烧与无炎燃烧两类。

2. 燃烧过程的基本要素燃烧过程主要包括燃料、氧气和能源三个基本要素。

其中，燃料是指能够发生燃烧的物质，氧气是支持燃烧的氧化剂，而能源则是维持燃烧反应进行的动力源。

3. 燃烧的三要素燃烧的三要素是指燃料、氧气和点火温度。

只有当这三者达到一定条件时，燃烧反应才能进行。

如果其中任何一项条件不满足，燃烧反应将无法发生。

二、燃烧的机理1. 燃烧反应的基本过程燃烧反应是一种化学反应，通常包括点火、燃烧和燃尽三个阶段。

点火阶段是指燃料和氧气的反应所需要的最低温度，燃烧阶段是指燃料和氧气反应放热产生火焰和燃烧产物的过程，而燃尽阶段则是在氧气不足或燃料枯竭时，燃烧反应停止的过程。

2. 燃烧反应的化学方程式燃烧反应的化学方程式通常以通用的形式表示：燃料 + 氧气→ 燃烧产物 + 能量。

不同燃料和氧气的组合会产生不同的燃烧产物，其中最常见的有二氧化碳和水蒸气。

3. 燃烧反应的热力学燃烧反应是一种放热反应，其热量变化可以通过燃烧热值来衡量。

燃烧热值是指单位质量燃料燃烧时释放的热量，通常以焦耳/克或大卡/克来表示。

4. 燃烧速率和爆炸燃烧速率是指单位时间内单位面积燃料燃烧的速度。

而当燃烧速率过快时，可能引起爆炸。

爆炸是指在极短时间内燃烧反应异常迅速进行，产生的大量高温和高压的现象。

三、燃烧的调节和控制1. 燃烧的调节燃烧的调节是指通过改变燃料供给量、氧气供给量、燃料与氧气的混合程度、燃烧温度等因素，来控制燃烧过程的进行。

燃烧调节的目的是使燃烧过程更加高效和稳定。

2. 燃烧的控制燃烧的控制是指通过技术手段，如调节阀、控制器等，实现对燃烧过程的精细控制。

燃烧控制可以帮助提高燃烧效率、降低能耗和减少环境污染。

燃烧学的基础认识燃烧学是研究燃料和氧化剂在一定条件下发生反应产生热能的科学。

燃烧是一种氧化还原反应，需要燃料、氧气和足够高的温度来发生。

燃料可以是固体、液体或气体，在燃烧过程中，燃料与氧气发生反应产生热能，同时释放出二氧化碳和水蒸气等废气。

燃烧过程中的关键要素包括燃料、氧气和着火源。

燃料是燃烧过程中释放能量的物质，它的化学能被氧化成热能。

氧气是燃烧的氧化剂，它与燃料发生反应，释放出能量。

着火源是燃烧反应的起点，它提供了足够高的温度使燃料和氧气发生反应。

燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种。

完全燃烧是指燃料和氧气充分接触并完全反应，产生二氧化碳和水。

不完全燃烧是指燃料和氧气反应不充分，产生一氧化碳和烟尘等有害物质。

燃烧过程中的热能释放是由燃料的化学能转化而来的。

燃料的化学能可以通过燃烧热值来表示，它是单位质量燃料完全燃烧所释放的热量。

燃烧热值是燃料燃烧过程中能量转化的重要参数，它可以用于计算燃料消耗量和燃烧产生的能量。

燃烧学在许多领域有着广泛的应用。

在能源领域，燃烧学用于研究和优化燃烧过程，提高燃料的利用效率和减少排放物的产生。

在环境保护方面，燃烧学可以帮助我们了解燃烧产生的废气和废物的特性，从而采取措施减少环境污染。

在火灾防控领域，燃烧学可以帮助我们了解火灾的起因和蔓延规律，从而制定有效的防火措施。

燃烧学是研究燃料和氧化剂在一定条件下发生反应产生热能的科学。

燃烧过程中的关键要素包括燃料、氧气和着火源。

燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种。

燃烧学在能源、环境保护和火灾防控等领域有着广泛的应用。

通过深入了解燃烧学的基础认识，我们可以更好地理解和应用燃烧过程。

燃烧学教学大纲燃烧学教学大纲燃烧学是研究燃烧过程的一门学科，涵盖了燃烧的基本理论、燃烧反应机制、燃烧动力学、燃烧器设计等内容。

在工程领域中，燃烧学的应用广泛，涉及到能源利用、环境保护、火灾安全等方面。

因此，制定一份科学合理的燃烧学教学大纲对于培养学生的专业素养和实际应用能力至关重要。

一、引言燃烧学作为一门重要的工程学科，对于能源领域的发展和环境保护都有着重要的意义。

本教学大纲旨在通过系统的学习，使学生掌握燃烧学的基本概念和原理，并培养学生的独立思考和解决问题的能力。

二、基本概念和原理2.1 燃烧的定义和基本特征燃烧是指可燃物质与氧气发生氧化反应，产生热能和光能的过程。

燃烧的基本特征包括火焰、燃烧产物等。

2.2 燃烧反应机制燃烧反应机制是指燃烧过程中各种化学反应的步骤和路径。

学生需要了解燃烧反应的基本类型，如氧化反应、还原反应等，并学习燃烧反应的速率和平衡。

2.3 燃烧动力学燃烧动力学研究燃烧反应速率与温度、压力、浓度等因素的关系。

学生需要学习燃烧反应速率的表达式、影响因素以及燃烧反应速率的实验测定方法。

三、燃烧器设计3.1 燃烧器的分类和结构燃烧器是将燃料和氧气混合并进行燃烧的设备，广泛应用于能源转换和工业生产中。

学生需要学习燃烧器的分类、结构和工作原理，并了解不同类型燃烧器的特点和应用。

3.2 燃烧器性能评价燃烧器的性能评价包括燃烧效率、燃烧稳定性、排放特性等。

学生需要学习燃烧器性能评价的方法和指标，并掌握如何通过调整燃烧器结构和运行参数来提高燃烧效率和降低排放。

四、燃烧与环境4.1 燃烧与大气污染燃烧过程中产生的废气和颗粒物会对大气环境造成污染。

学生需要学习燃烧排放物的成分和形成机理，以及大气污染的影响和防治措施。

4.2 燃烧与火灾安全燃烧过程中的火灾是一种危险的事故，对人员和财产安全造成严重威胁。

学生需要学习火灾发生的条件和机理，以及火灾防控的基本原则和方法。

五、实验教学实验教学是燃烧学教学中不可或缺的一部分。

一、燃烧的概念燃烧是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。

近代链锁反应理论认为：燃烧是一种自由基的链锁反应也称链式反应，其反应机理大致可分为链引发、链传递、链终止三个阶段。

燃烧过程中的化学反应十分复杂。

可燃物质在燃烧过程中，生成了与原来完全不同的新物质。

燃烧不仅在空气（氧）存在时能发生，有的可燃物在其他氧化剂中也能发生燃烧。

二、燃烧的条件任何物质发生燃烧，都有一个由未燃烧状态转向燃烧状态的过程，只有具备一定的条件，燃烧才能发生和发展。

（一）燃烧的必要条件燃烧必须具备三个必要条件：可燃物、助燃物（氧化剂）和引火源（见图1－1）。

只有在三个条件同时具备的情况下，可燃物质才能发生燃烧。

用“燃烧三角形”来表示无焰燃烧的必要条件非常确切但对有焰燃烧，因过程中存在未受抑制的自由基作中间体，因而燃烧三角形需增加一个坐标，形成燃烧四面体（见图员原圆）。

即有焰燃烧的发生需要四个必要条件：可燃物、助燃物（氧化剂）、引火源和链式反应。

１.可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生燃烧反应的物质，都称为可燃物。

可燃物按其物理状态分为气体、液体和固体三类。

有些物质在通常情况下不燃烧，但在一定的条件下又可以燃烧。

例如，赤热的铁在纯氧中能发生剧烈燃烧；赤热的铜在纯氯气中能发生剧烈燃烧；铁、铝本身不燃，但把铁、铝粉碎成粉末，不但能燃烧，而且在一定条件下会发生爆炸。

图1原2 燃烧四面体２.助燃物（氧化剂）与可燃物质相结合能导致燃烧的物质称为助燃物（也称氧化剂）。

通常燃烧过程中的助燃物主要是氧。

某些物质也可作为燃烧反应的助燃物，如氯、氟、氯酸钾等。

也有少数可燃物，如低氮硝化纤维、硝酸纤维的赛璐珞等含氧物质，一旦受热后，能自动释放出氧，不需外部助燃物就可发生燃烧。

３.引火源使物质开始燃烧的外部热源称为引火源。

引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。

根据引起物质着火的能量来源不同，生产生活实践中引火源通常有明火、高温物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和核能等。

11
液体燃料蒸发与燃烧
• D2定律
12
9
湍流预混火焰
• 湍流预混火焰比层流预混火焰传播快的原 因
• 三种湍流火焰模式（根据湍流强度、长度 尺度划分）、各模式传播速度影响因素
10
扩散火焰
• 扩散火焰 • 层流扩散火焰特征（火焰表面、火焰高度、
浮力影响、碳烟生成、火焰高度-流量关系） • 层流扩散火焰物理描述（T-f、Yi-f） • 火焰高度影响因素 • 层流扩散火焰向湍流扩散火焰的转变
燃烧学复习
1
本课程内容
• 绪论 • 燃烧热力学 • 传质基础 • 燃烧动力学 • 几个重要的反应机理 • 层流预混燃烧 • 湍流预混燃烧 • 扩散火焰 • 液滴蒸发与燃烧
2
绪论
• 燃烧概念 • 燃烧分类（按照流态、相态、传播方式等）
3
燃烧热力学
• 概念：当量比、绝对焓、生成焓、热值 • 绝热火焰温度概念与计算（定压、定容） • 化学平衡判定，Kp的计算 • 能够利用压力平衡常数计算平衡产物成分
6
几个重要的反应机理
• H2-O2系统 （几个爆炸极限） • CO氧化机理（区分干式、湿式机理） • 高链烷烃氧化机理（乙烷的8步氧化机理）
C-C断裂脱氢自由基产生染料分子 进一步断裂脱氢反应甲酸基、甲醛生 成氧化CO氧化机理
7
简化守恒方程
• 简单化学反应 • 守恒标量：混合物分数（概念与计算）、
4
传质基础
• Fick定律（形式、各参数意义） • Stephen问题 • 单个液滴蒸发时间（D2定律）
5
燃烧动力学
• 概念：基元反应、反应级数、链式反应 • 碰撞理论（理解） • 基元反应速率、Arrhenius定律 • Kc、kf、kr与kp的关系 • 链式反应过程 • 两种近似方法：稳态近似与局部平衡假设

ν
Sc a 能量输运速率 Le = = = Pr D 质量 输运速率
分子输运定律表明: 分子输运定律表明:
– 动量扩散、热量扩散和质量扩散之间存在相似性 动量扩散、 – 事实表明，大多数气体的Pr、Sc、Le数都是在 1 附近 事实表明，大多数气体的Pr、Sc、Le数都是在 Pr – 在许多情况下，可以假设它们等于1，使问题简化 在许多情况下，可以假设它们等于1 假设它们等于
DAB 组分 A 在组分 B 中的扩散系数 ——
组分A 混合物密度, ρ—— 混合物密度, wA —— 组分A的质量分数 （
m / s ）；
2
二、傅里叶（Fourier）导热定律 傅里叶（ ）
式中： 式中：
q—— 单位时间、单位面积热流通量 单位时间、
T q = λ y
（
λ = D (或a)， T 或 a 为热扩散系数，所以当 因为 为热扩散系数， D 、 T ρCp ρ、Cp 等于常数时，傅里叶热导热定律可以表示为： 等于常数时 傅里叶热导热定律可以表示为： 数时， (ρcpT) q = D T y
Pr称为普朗特数（Prandt Number） 称为普朗特数（ 称为普朗特数 ）
v cp 动量输运速率 Pr = = = a λ 能量输运速率
Sc称为斯密特数（Schmidt Number） 称为斯密特数（ 称为斯密特数 ）
动量输运速率 Sc = = = D Dρ 质量输运速率
Le称为刘易斯数（Lewis Number） 称为刘易斯数（ 称为刘易斯数 ）
ρ
c H 2O = [ H 2O ]
由（a）、(b)式，可得 ）、(b) (b)式
注意： 注意：
pi = xi p
p pMr c= ,ρ = = RuT RuT