高等燃烧学 目录

时间: 2024-09-20 20:11:15

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第1章 导论及化学动力学基础

1.1燃烧科学的发展、应用和研究方法

1.1.1燃烧科学的发展简史

1.1.2燃烧科学的应用

1.1.3燃烧科学的研究方法

1.2本书研究的主要内容

1.3化学反应速度

1.3.1基本定义

1.3.2质量作用定律

1.3.3反应级数

1.3.4一级反应

1.3.5二级反应

1.3.6复杂反应

1.4各种参数对化学反应速度的影响

1.4.1温度对化学反应速度的影响——阿累尼乌斯定律

1.4.2压力对反应速度的影响

1.4.3在等温等压条件下,反应物浓度对反应速度的影响

1.5反应速度理论

1.6链锁反应

1.6.1基本理论

1.6.2不分支链锁反应——氯和氢的结合

1.6.3分支链锁反应——氢和氧的化合

1.6.4链锁反应速度与时间的关系,链锁着火

1.6.5链锁着火的界限

第2章 燃料的着火理论

2.1燃烧过程的热力爆燃理论

2.1.1谢苗诺夫(Semenov,N.N.)的可燃气体混合物的热力爆燃理论

2.1.2爆燃感应期

2.1.3弗朗克-卡门涅茨基(Frank-Kamenetskii,D.A.)失稳分析法

2.1.4热力爆燃理论的最新发展

2.2链锁爆燃理论

2.2.1链锁分支反应的发展条件(链锁爆燃条件)

2.2.2不同温度时,分支链锁反应速度随时间的变化

2.2.3感应期的确定

2.2.4着火半岛现象

2.3热力着火的自燃范围和感应周期

2.3.1热力着火的自燃范围

2.3.2各种参数对着火温度的影响

2.4强迫着火的基本概念

2.4.1实现强迫着火的条件

2.4.2强迫着火的热理论

2.4.3各种点燃方法的分析

2.5朗威尔(Longwell)反应器理论

第3章 火焰传播与稳定的理论

3.1火焰传播的基本方式——正常火焰传播与爆然

3.2可燃气体的火焰正常传播

3.3火焰正常传播的理论

3.3.1用于简化近似分析的热理论

3.3.2捷尔道维奇等的分区近似解法

3.3.3火焰传播的精确解法

3.3.4Tanford等的扩散理论

3.3.5层流火焰问题的数值求解方法

3.4火焰正常传播速度

3.4.1影响火焰正常传播速度的主要因素

3.4.2火焰传播界限

3.4.3火焰正常传播速度的测量

3.5可燃气体层流动力燃烧和扩散燃烧

3.5.1概述

3.5.2化学均匀可燃气体混合物的动力燃烧

3.5.3可燃气体的扩散燃烧

3.6火焰稳定的基本原理和方法

3.6.1火焰稳定的几个特征

3.6.2火焰的回火和吹熄的临界条件

3.6.3钝体后回流区火焰稳定原理

3.6.4火焰稳定的基本方法

第4章 湍流燃烧理论及模型

4.1湍流燃烧及其特点

4.2湍流气流中火焰传播的表面燃烧模型

4.3湍流气流中火焰传播的容积燃烧模型

4.3.1湍流扩散

4.3.2湍流容积燃烧模型计算

4.3.3决定湍流燃烧速度的试验结果

4.3.4火焰自湍化理论初步

4.4湍流燃烧的时均反应速度和混合分数

4.4.1时均反应速度

4.4.2简单化学反应系统

4.4.3守恒量和混合分数

4.4.4守恒量之间的线性关系

4.5湍流扩散火焰的k-ε-g模型

4.6湍流预混火焰模型

4.6.1旋涡破碎模型

4.6.2拉切滑模型

4.7几率密度函数的输运方程模型

4.8Spalding的ESCIMO湍流燃烧理论

4.8.1概述

4.8.2“经历”理论

4.8.3“统计”理论

4.8.4分析湍流射流扩散火焰的ESCIMO理论

第5章 液体燃料的燃烧

5.1液体燃料的特性

5.1.1石油中的碳氢化合物和胶状沥青物质

5.1.2石油的元素组成

5.1.3石油的炼制

5.1.4燃油的主要技术特点

5.2重油燃烧的基本过程

5.2.1重油燃烧的特点

5.2.2影响重油燃烧的各种因素

5.3油滴在静止气流中的蒸发

5.3.1液滴的低温蒸发ˉ[4]

5.3.2斯蒂芬(Stefan)流ˉ[8,9]

5.3.3燃料滴温度及蒸发浓度的决定

5.3.4燃料滴蒸发过程中传热传质系数的决定

5.3.5油滴蒸发所需时间

5.4油滴在气流作用下的蒸发

5.4.1折算薄膜理论

5.4.2液滴不稳定蒸发的数值计算

5.5油滴在静止气流中的扩散燃烧

5.5.1火焰面处T_g的决定

5.5.2燃烧火焰面半径r_c的决定

5.6油滴在气流作用下的扩散燃烧

5.6.1折算薄膜理论

5.6.2液滴扩散燃烧的实验研究和非稳态研究

5.6.3运动中的液体燃料滴的着火与燃烧

5.7液体燃料的雾化理论

5.7.1喷嘴的形式和特性

5.7.2雾化的基本理论

5.7.3雾化炬的特性

5.8油雾火炬的燃烧过程

5.8.1燃油火炬燃烧过程描述及组织

5.8.2液雾燃烧的统计方法

5.8.3液雾燃烧的模型方法

5.9浆体燃料的燃烧

5.9.1浆体燃料的种类

5.9.2浆体燃料的性质

5.9.3浆体燃料单滴的着火燃烧及模型

5.9.4水煤浆雾炬燃烧特性与模型

第6章 煤的热解及挥发分的燃烧

6.1煤的组成与特性

6.1.1煤岩学

6.1.2煤化学

6.1.3煤结构与热解反应的关系

6.1.4物理因素

6.2煤的热解

6.2.1概述

6.2.2温度的影响

6.2.3加热速率的影响

6.2.4压力的影响

6.2.5颗粒粒度的影响

6.2.6煤种的影响

6.2.7气氛的影响

6.3热解产物的组成

6.3.1概述

6.3.2温度的影响

6.3.3加热速率的影响

6.3.4压力的影响

6.3.5颗粒粒度的影响

6.3.6煤种的影响

6.3.7气氛的影响

6.4煤热解反应动力学模型

6.4.1单方程模型

6.4.2双方程模型

6.4.3多方程热解模型

6.4.4热解产物的组分模型

6.4.5机理性模型

6.4.6考虑二次反应的竞争反应模型

6.4.7热解通用模型

6.4.8考虑非动力学控制因素的热解模型

6.5热解产物的燃烧

6.5.1概述

6.5.2局部平衡法

6.5.3总体反应方法

6.5.4完全反应方法

第7章 煤的着火理论

7.1煤的加热和着火

7.1.1煤在着火前的加热

7.1.2煤的着火及其判据

7.2煤着火的试验研究方法

7.2.1着火试验类型

7.2.2煤着火试验装置的发展及评述

7.2.3典型的煤着火试验研究方法介绍

7.3煤的着火模式

7.3.1均相着火模型

7.3.2多相着火模型

7.3.3均相-多相联合着火模型

7.3.4傅维标等的煤焦着火通用规律

7.4煤粒的多相着火及其影响因素分析

7.4.1谢苗诺夫热力着火理论用于碳粒着火的分析

7.4.2影响煤粒着火的因素分析

7.5单颗煤粒着火的计算

7.5.1傅维标等分析煤粒非均相着火的方法

7.5.2大颗粒煤的着火分析计算

7.5.3考虑挥发分燃烧的单颗煤粒的均相着火计算

7.5.4单颗煤粒着火的随机模型计算

7.6煤粉空气混合物的着火

7.6.1引言

7.6.2煤粉气流的热力着火分析

7.6.3影响煤粉气流着火的因素的研究

7.6.4煤粉气流着火方式

7.7煤粉着火的非稳态模型

7.7.1基于有限控制体假定的煤粉着火非稳态统一模型

7.7.2以群体燃烧为依据的着火非稳态数学模型

第8章 煤的燃烧理论(碳及煤焦的燃烧)

8.1煤燃烧涉及的物理化学过程

8.1.1煤焦反应的控制区及煤燃烧的速率

8.1.2碳的形态与结构

8.1.3焦炭燃烧过程中的吸附

8.1.4焦炭燃烧过程中的扩散

8.1.5先生成一氧化碳还是直接生成二氧化碳

8.2碳的动力扩散燃烧特点及燃烧化学反应

8.2.1碳的动力扩散燃烧特点

8.2.2碳的燃烧化学反应

8.3碳球的燃烧速度

8.3.1温度较低或颗粒很小可略去空间气相反应的情况

8.3.2碳球在高温下的扩散燃烧

8.4考虑二次反应的碳球燃烧

8.4.1考虑二次反应作用的碳球燃烧模型

8.4.2有CO空间反应时碳球燃烧速率的计算

8.4.3强迫对流条件下碳粒燃烧速率的分析方法

8.5多孔性碳球的燃烧

8.5.1内部反应对碳粒燃烧的影响

8.5.2总的表观反应速度常数

8.5.3内扩散动力学

8.6各种因素对煤焦燃烧的影响

8.6.1煤中挥发物析出对燃烧的影响

8.6.2灰分对煤燃烧的影响

8.6.3其他因素对煤焦燃烧的影响

第9章 煤粉燃烧的数学模型

9.1燃烧过程模化的一般研究

9.2单颗煤粒经历模型

9.2.1煤粒的加热

9.2.2水分蒸发模型

9.2.3挥发分析出模型

9.2.4焦炭的非均相反应模型

9.2.5煤粒在燃烧室中的其他经历模型

9.3煤燃烧过程中流动、气相反应过程及其模型

9.3.1基本方程

9.3.2湍流模型

9.3.3气相燃烧

9.4煤粉燃烧时炉内传热的模型及计算

9.4.1燃烧室的热辐射

9.4.2辐射传热的模型

9.4.3实际煤火焰辐射传热模拟结果及分析

9.5煤粉颗粒扩散及两相流模型

9.5.1描述两相流动的基本方法

9.5.2稀相流动的基本分析

9.5.3颗粒在气流中的受力分析

9.5.4颗粒的湍流扩散

9.6数值求解方法

9.6.1离散化方法

9.6.2差分方程建立的方法

9.6.3交错网格系统

9.6.4差分方程的求解

9.6.5煤粉火焰综合求解及示例

第10章 燃烧过程中硫的反应动力学及燃烧的固硫机理

10.1硫在燃料中的存在形态

10.1.1气体燃料

10.1.2液体燃料

10.1.3硫在煤中的存在形态

10.1.4煤破碎过程中硫分的偏析

10.2燃料过程中硫析出量的计算

10.2.1SO_2析出的计算公式

10.2.2煤燃烧过程中SO_2析出的动态特性

10.2.3煤的自身固硫

10.3有机硫在高温条件下热解的反应动力学

10.3.1有机硫在高温中的热解

10.3.2单颗煤粒有机硫热解的反应动力学

10.4无机硫在高温条件下的热解反应动力学

10.4.1无机硫在高温中的热解

10.4.2黄铁矿燃烧反应的数学模型

10.4.3燃烧过程中碳酸盐类矿物质在高温中的分解

10.5SO_3生成的反应动力学

10.5.1S0_3的生成及影响其生成的诸因素

10.5.2S0_3生成的反应动力学

10.6H_2S的生成

10.6.1H_2S形成的条件

10.6.2空气不足使煤中硫或已反应成的S0_2、S0_3转化成H_2S

10.6.3炉内局部空气过量系数是影响H_2S生成的主要因素

10.6.4H_2S在壁面附近形成机理

10.7石灰石缎烧过程的反应动力学

10.7.1石灰石的锻烧过程

10.7.2石灰石在流化床内的锻烧过程

10.7.3石灰石锻烧的等温动力学

10.7.4石灰石锻烧的不等温动力学

10.8煅烧石灰石的孔隙结构模型

10.8.1石灰石锻烧时孔隙结构的变化

10.8.2石灰石的锻烧模型

10.8.3锻烧石灰石的孔隙结构模型

10.8.4锻烧石灰石颗粒内的气体扩散及逾渗理论的应用

10.9石灰石固硫机理

10.9.1石灰石的固硫反应

10.9.2石灰石脱硫反应动力学

10.9.3石灰石固硫过程中微观结构的变化

10.10锻烧石灰石的硫盐化模型

10.10.1单颗粒脱硫剂反应模型

10.10.2反应器模型

10.11采用固硫剂脱硫的工业应用原理

10.11.1脱硫剂的种类

10.11.2最佳的石灰石脱硫温度

10.11.3Ca/S比的影响

10.11.4最佳的脱硫剂粒度

10.11.5富氧和缺氧条件下的脱硫

10.11.6烟气喷水活化的影响

10.11.7煤中含硫量的影响

10.11.8燃烧脱硫对NO_x排放的影响

10.11.9矿物质对钙基吸收剂的影响

第11章 燃烧过程中氮氧化物的生成及分解的机理

11.1燃烧过程中氮氧化物的生成及危害

11.1.1氮氧化物的危害

11.1.2各种燃烧方式的NO_x排放量

11.1.3NO_x均相反应的动力学参数

11.1.4NO_x生成的机理

11.2热力NO_x的生成

11.2.1热力NO_x的生成机理

11.2.2影响热力NO_x生成的诸因素

11.3快速NO_x的生成

11.3.1快速NO_x生成机理

11.3.2影响快速NO_x生成的几个因素

11.4燃料型NO_x的生成

11.4.1燃料型NO_x的生成途径

11.4.2温度对燃料NO_x生成的影响

11.4.3氧浓度对燃料NO_x生成的影响

11.4.4燃料性质的影响

11.4.5流化床锅炉床料中金属氧化物的作用

11.4.6水分的影响

11.4.7燃料氮转化为NO_x的化学动力学

11.5气体燃料燃烧时NO_x的生成

11.6液体燃料燃烧时NO_x的生成

11.6.1喷雾燃烧时NO_x的生成

11.6.2预蒸发、预混合火焰的NO_x生成

11.7煤燃烧时NO_x生成机理

11.7.1挥发分NO_x

11.7.2焦炭NO_x

11.7.3煤粉炉内燃烧时NO_x的生成

11.7.4流化床燃烧时NO_x的析出

11.7.5燃煤锅炉炉内NO_x生成量的预测

11.8燃烧过程中N_2O的生成

11.8.1N_20的危害

11.8.2N_20均相生成及分解机理

11.8.3N_20多相生成及分解机理

11.9降低NO_x排放的措施

11.9.1空气分级降低NO_x排放

11.9.2燃料分级降低NO_x排放

11.9.3低氧燃烧降低NO_x排放

11.9.4烟气再循环降低NO_x排放

11.9.5浓淡偏差燃烧

11.9.6烟气脱硝

11.10燃烧过程中降低N_2O的方法

11.10.1改变运行温度

11.10.2低氧燃烧

11.10.3再燃烧法

11.10.4催化反应降低N_2O

第12章 燃烧过程中碳黑形成机理

12.1燃烧过程中炭黑形成的类型及性质

12.1.1气相析出型碳黑

12.1.2剩余型炭黑

12.1.3雪片

12.1.4积碳

12.1.5炭黑的特性

12.1.6炭黑的危害

12.2气体燃料燃烧时炭黑的生成

12.2.1预混合火焰中炭黑的生成机理

12.2.2预混火焰中碳黑生成的影响因素

12.2.3扩散型火焰中碳黑的生成机理

12.2.4降低碳黑排放的措施

12.3油燃烧时炭黑的生成

12.3.1油燃烧时碳黑的生成机理

12.3.2液体燃料燃烧时碳黑生成的影响因素

12.3.3液体燃料燃烧时碳黑排放量的控制

12.4煤燃烧时炭黑的生成

12.5炭黑生成的数学模型

12.5.1碳黑生成的机理性模型

12.5.2碳黑生成的综合模型

第13章 催化燃烧原理

13.1催化燃烧及其作用原理

13.1.1催化作用原理

13.1.2催化剂的作用本质

13.2燃烧催化剂的要求

13.2.1催化剂的组成

13.2.2催化剂的性能指标

13.2.3催化剂的制备方法

13.2.4催化剂的失活

13.3燃烧催化作用机理

13.3.1催化作用的化学本质

13.3.2催化理论

13.3.3多相催化反应的物理化学过程

13.3.4表面化学反应速度和动力学方程

13.3.5燃烧催化剂表面化学反应的宏观动力学方程

13.3.6内外扩散对催化表面化学反应速度的影响

13.4气体和液体燃料催化燃烧机理

13.4.1气体燃料催化燃烧的分类

13.4.2高温催化燃烧控制NO_x生成

13.4.3催化燃烧法治理有机废气

13.4.4液体燃料催化燃烧机理

13.5煤的催化燃烧原理

13.5.1各种添加剂对煤着火的影响

13.5.2各种其他影响因素对煤催化着火燃烧的影响

13.5.3煤的催化燃烧机理

第14章 非线性理论在燃烧领域中的应用

14.1混沌理论在燃烧领域中的应用

14.1.1混沌理论的原理

14.1.2混沌理论的应用

14.1.3混沌理论在燃烧及传热过程中的应用

14.2分形理论在燃烧过程中的应用

14.2.1分形理论的概念

14.2.2分形理论在燃烧过程中的应用现状及前景

14.3逾渗理论在燃烧过程中的研究

14.3.1逾渗理论的原理及其在燃烧中的应用前景

14-3.2逾渗理论在燃烧及脱硫中的应用情况

14.4小波分析在燃烧传热中的应用

14.4.1小波分析的原理

14.4.2小波分析在气固多相流传热中的应用

14.5神经网络理论在燃烧过程中的应用

14.5.1神经网络理论的原理

14.5.2当前神经网络的算法

14.5.3神经网络理论在燃烧及传热中的应用