燃烧学思考题
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第1章 绪论——思考题
1)燃烧与火焰,火焰的基本特征
2)现代燃烧学的研究方向是什么?为什么?
3)缓燃火焰与爆震火焰的传播机理
第2章 燃烧化学热力学和化学动力学基础——思考题
计算教科书32页例题的绝热火焰温度
1)写出化学平衡常数K 与化学反应速度常数k 的计算式(解释其中一些重要参数的物理意义),并说明其物理意义。
2)试述反应级数与反应分子数的异同。
3)质量作用定律的条件与表达式。
4)绝热火焰温度与燃烧热的定义
5)链式反应的三个基本步骤
6)化学反应速度是燃烧速度吗?
7)活化能对化学反应速度的影响
8)压力和反应物浓度是如何影响化学反应速度的?
10) 对于可拟反应 aA + cC + dD 依据质量作用定律写出平衡常数K 与k 9)稳定态近似分析法
1、k 2 的关系。
第3章 燃烧物理学基本方程——思考题
1)试述泽尔多维奇转换过程,举例
2)Le 数的物理意义,及在泽尔多维奇转换中的作用
3)在其它条件不变时,仅改变Le 数的大小对蜡烛火焰的影响。
4)解释Stefan 流的概念,Stefan 流与扩散流的异同。
5)导出有空间化学反应的汽-液相分界面处的边界条件与广义雷诺比拟(参看教材,注意正确使用正负号,对空间组分与能量方程进行泽尔多维奇转换)。
6)如图所示,已知汽-液相分界面处p (系统压力)、T l (远离液体表面的液体内部温度)、L (汽化潜热)、液相定压比热c p,l =常数、T ∞(环境温度)。求汽-
液相分界面处的液体表面温度T 0与气相中液体组分质量相对浓度Y F ,0。
(列出计算式,说明计算过程即可)。
7)简述D I 、D II 、Ar 、α的物理意义,以及它们的取值范围对燃烧过程的影响。
8)多组分气体的导热问题中,修正的傅立叶导热定律
液相 气相
T 0。T ∞0Y F ,。Y F , ∞Y l T l 第6题图
第4章扩散火焰——思考题
1 气体燃料射流扩散燃烧的三个基本过程
2 D I准则的物理意义,定性画出理想射流扩散火焰与与实际射流扩散火焰结构
3 射流速度对火焰高度的影响
4 设计一个几何尺寸较小,而热负荷较大的燃烧室,如何选定喷嘴的几何尺寸
和流量?
5 用式(4-49)说明,射向空气中的自由射流扩散火焰比射入纯氧中的更长
6 说明层流与湍流自由射流扩散火焰高度与喷嘴直径、燃料容积流量、环境氧
浓度、燃空比的关系
7 导出自由射流扩散燃烧可以达到的理论燃烧温度
8 受限射流与自由射流扩散火焰长度
9 化学当量比的增加,在层流受限射流火焰中,对空气不足火焰的影响,对空
气过剩火焰的影响
10 斯林钮贝数的物理意义,以及它对回流区位置、回流量的影响
11 旋流强度对弱旋转射流扩散火焰、强旋转射流扩散火焰的影响
12 化学反应速度是否等于燃烧速度,为什么?
13 写出液滴在纯氧中蒸发时,气液分界面处的边界条件。
14 瞬态蒸发的概念
15 导出雨滴增长过程中的增长速率的表达式
16 液体燃料滴的蒸发和燃烧速度与液滴初始直径和时间的关系。
17 试述“折算薄膜理论”的基本思想,并导出圆柱形液面(N u*为已知)蒸发过
程的折算膜半径。
18 是否可以应用“折算薄膜”理论导出油滴外侧的温度、燃料、氧气和燃烧产
物的浓度分布
第5章层流预混火焰——思考题
1 学反应速度是否等于燃烧速度,为什么?
2 层流火焰传播速度的定义。
3 简述缓燃波与爆震波的传播机理与特征。
4 简述层流火焰结构及其传播机理。
5 影响层流火焰传播速度的主要因素。
6 影响火焰厚度的主要因素。
7 米海尔松定律
8 评述简化分析解、无量纲分析、分区近似、渐进分析解的求解过程
9 评述各种层流火焰传播速度的测量方法
10 C–J爆震波的特点
11 如图所示,装有可燃气的水平管,粗细均匀,两端封闭,管长为L,由电火花在管子密闭的一端点火,假定火焰面与管子的轴线垂直,管壁绝热。在t时刻,火焰传播到x处,火焰位移速度为dx/dt,管内压力为p,压力的变化率为dp/dt。
c p / c v=k,写出火焰传播速度S L的表达式。
火焰面
第6章湍流预混火焰——思考题
1、使湍流火焰传播增加的主要因素
2、湍流强度、燃料种类、可燃物成分、压力、压力是如何影响湍流火焰的
3、湍流预混合火焰的皱折表面理论和容积燃烧理论
4、科瓦斯纳无量纲数的物理意义
5、试述层流预混火焰与湍流预混火焰的异同,如何提高燃烧速度、改进燃烧性
能?对于火箭发动机,是如何选取燃料与氧化剂获得足够的推动力而使其飞出地球轨道的?
第7章着火与熄火——思考题
1 着火过程与熄火过程
2 使燃料着火的方法,以及它们之间的区别
3 着火条件,以及影响着火和熄火过程的两个因素
4 着火温度是燃料的物性参数吗?
5 用反应放热曲线与散热曲线描述着火的临界条件,分析各种状态下的工况
6 简述化学自燃、热自燃现象
7 影响着火延迟期的主要因素以及它对发动机燃烧室的安全、可靠运行的意义
8 热自燃的浓度界限
9 热自燃着火的临界压力与临界温度
10分析热自燃过程的稳态分析与非稳态分析法的基本思想
11点燃过程与热自燃的异同
12热平板点燃的点燃条件,以及主要影响因素
13电火花点燃预混可燃气的两个阶段
14最小点火能以及主要影响因素
15热气流点燃的临界条件
16分析单个油滴着火过程的基本思路
17链式着火理论的主要观点
18影响活性中心浓度变化的主要因素
19用链着火理论解释H2+O2的着火界限
20用熄火过程的S形曲线分析着火过程与熄火过程。为什么说它们是不可逆的21用均匀搅拌反应器的熄火理论解释燃烧室的设计问题
22火焰传播的可燃混合气的浓度范围与热着火的浓度范围的差别
23刘易斯数的取值不同,对展宽火焰熄火过程的影响
24为什么火花塞间隙小于某一值时,就不能点燃可燃混合气,影响熄火距离的主要因素,如何用本生灯进行实验确定熄火距离。
第8章火焰稳定——思考题
1 米海尔松定律
2 扩散火焰与与预混火焰稳定方法与原理的异同
3 回火与吹熄。如果采用完全绝热的喷口,点燃从本生灯出口处流出的可燃气,
会出现什么情况?
4 一维火焰的稳定条件
5 本生灯火焰的外形特征
6 对于锥形火焰,当燃气速度增加或减少时,火焰形状如何变化?