燃烧理论基础考试重点

1;描述燃烧物理现象的方程有哪些？

质量守恒方程，动量守恒方程，能量守恒方程，组分守恒方程。

2：研究基础有哪些基本定律和现象？

牛顿粘性定律，傅里叶导热定律，费克扩散定律，斯蒂芬流问题。

例子：喷灯、家用煤气、气焊枪。温度场，浓度场，速度场。

3：牛顿粘性定律表明：粘性是动量交换的必要条件。由速度梯度变为动量梯度

傅里叶导热定律表明：热扩散是能量交换的必要条件。由温度梯度变为焓的梯度费克扩散定律表明：传质（扩散）是组分扩散的必要条件。由密度梯度变为质量分数的梯度。

4：Stefen流产生的物理条件、化学条件：斯蒂芬流产生的条件是在相分界外既有扩散现象存在，又有物理和（或）化学过程存在，这两个条件是缺一不可的。

第四章着火

1：着火过程由什么因素控制的？

着火与混合气的压力、温度、浓度、壁面的散热率、（点火能量）气流运动有关。2：燃烧速度的决定因素有哪些？举例说明哪些燃烧现象受物理过程控制，哪些受化学过程控制？

由扩散、流动、传热及其他物理过程决定燃烧过程速度的燃烧为扩散控制燃烧，物理因素起主要的控制作用。例如油滴、喷雾燃烧，未作预混合的气体射流燃烧，蜡烛、碳球的燃烧等均属此类。汽油机、煤气机、喷灯等预混合气有火焰传播的燃烧则同时受化学动力学及扩散的控制。

3：燃烧反应过程中浓度与温度的关系

燃烧反应速度主要与反应气体混合剂的温度及初始反应物、中间产物、最终产物的浓度有关。反应速度与温度的关系常用Arrhenius指数项或简单的指数Tm的关系式表示。

4：简单反应或热反应：反应速度只受初始反应物浓度影响的反应复杂反应或自催化反应：反应速度受中间产物或最终产物浓度影响的反应

5：热着火需要满足的条件是什么？

可燃混合剂在某一条件下由外界加热，如火花塞、热容器壁、压缩等，到达某一特定温度时，反应物在此温度下的放热速度大于散热损失的速度。

6化学链着火需要满足的条件是什么？

若燃烧反应有中间载链基的分枝链反应时，则甚至在等温条件下也能着火。如产生载链基的速度超过其消亡的速度则反应逐渐加速并导致着火。而链反应自身的引发则需要一外来的热能或光能源。一旦此链已经引发，在上述的载链基产生速度得以满足时，则移去外能源后也能发生着火。

7：自发着火举例：柴油机着火燃烧、油溅泼到赤热的表面上的着火燃烧、汽油机中的爆震等。

强制着火举例：汽油机点火燃烧

8：Semonov自燃理论的基础是什么？

在热爆炸理论

9：自燃必要条件有两个判据，他们的表达式怎样？

10：着火与反应物浓度、温度(压力)之间的关系如何？请图示说明

11：什么叫强制着火？

利用外部能量（电火花、电热能、炽热体）使可燃混合剂局部地方急速加热，形成火焰核，使火焰具有连续传播的能力。

12：燃烧速度的定义是什么？

火焰沿其锋面的法线方向，相对于未燃气的运动速度。

13：火焰锋面厚度的定义式

14：火焰引燃时引燃火焰引燃火焰片的温度衰减关系怎样，请图示。

15：电火花点火中，淬熄距离是怎样定义的？

当两电极之间的距离d等于某个最小距离时dq时，电极的激冷效应大于点火能量，无论用多大能量均无法点火成功，dq称为淬熄距离。

16：哪些因素有利于着火？

初始温度（T0）高（接近活化温度）。·燃料热值（ΔH）高。·导热（λ）小，。·平均反应速度（）快（与组分、浓度、流场有关）。·比热（CP）小（温度每上升一度，耗能小）。·压力

高（∵）。·（计量比）。·气流速度（ua）低（Emin∝ua）。·接近db。

第五章预混合气体火焰

1：预混合燃烧受化学动力学（化学反应速度）控制。燃烧速度快，火焰呈蓝色。

2：非预混合燃烧受扩散速度（可燃气的制备）和化学动力学双重控制，且受最慢一种控制。3：火焰的结构的定义

火焰锋面及其前后成分、温度、密度、速度、压力等变量随火焰锋面厚度方向的变化情况称之为火焰的结构

4：爆燃与缓燃的区别

爆燃是气体高速流动（）时燃烧火焰锋面两侧有巨大的压力突变，即

。缓燃是气体低速流动，燃烧火焰锋面两侧压差较小，常见燃烧即为

此类。

5：建立预混合气体火焰的模型时，作了哪些假设？

管内充满可燃混合气；一维连续流；火焰的锋面将产物和反应物隔开互不往来（不导热，扩散）；来流速度=产物生成速度（火焰面静止）。

6：爆燃的特征是什么？缓燃的基本特征是什么？

爆震时，燃烧速度极快，远大于外界的各种干扰速度，干扰速度可以忽略。

缓燃时，燃烧速度相对慢，必须考虑（或排除）干扰速度。

7：火焰传播行进速度uf、燃烧速度us、来流速度ua，确定定置火焰、行进火焰、脱火、回火的速度关系。

定置火焰：，（火焰锋面在空间静止不动）。

行进火焰：，（火焰锋面在空间行进）。

脱火：（煤气灶具的设计）。来流使火焰流入燃烧产物脱离火焰固定位置

回火：（煤气灶具的设计）。火焰烧入新混合气

8：本生灯的预混合火焰

死区－管口壁的激冷淬熄面散热所致（电焊枪能切割钢板，温度1500oC以上，但管口并没有

任何烧红现象）。

外悬－由于死区的存在，P内>P外，存在质扩散。

顶圆－产物的集中区、高温区。

9：本生灯的扩散火焰

内悬－管口壁的激冷效应

10：燃烧速度的测量方法有哪些？

喷灯法，长管法，肥皂泡法，燃烧弹法；前两者要知道火焰面积。

11：确定火焰锋面面积的方法

摄影法、粒子跟踪法；直接摄影法是一种最简单寻求火焰锋面面积的方法，它可以获得火焰发光区的形状及尺寸。

12：阴影法、纹影法及干涉摄影法是三种专门的火焰摄影技术。

13：专门的火焰摄影技术是基于哪两种基本物理现象？

①由于火焰使空间密度不均匀（由于温度及成分的不均匀产生）；②当光束通过两种不同折射率介质的界面时会发生偏折。

14：用纹影摄影所求得的火焰面积最适合于计算燃烧速度。阴影法及直接摄影法会增大火焰面积，导致较大的误差，但它们的方法最简便，所需的光学装置较简单。

15：影响燃烧速度的因素主要有哪7个？

混合气浓度，燃料结构，压力，混合物初始温度，火焰温度，惰性添加剂，活性添加剂。16：火焰传播两种理论分别叫什么？

热理论，扩散理论。

17:火焰稳定的方法分别有哪几种？

引燃火焰稳定，阻挡块（或称钝体）稳定，回流稳定。

第六章扩散火焰与液体燃料的燃烧

1：四种火焰类型分类方法

可燃混合气的制备：预混合火焰、扩散火焰

燃烧过程中火焰的相对位置：定置火焰、行进火焰

混合气的流动状态：层流燃烧、湍流燃烧

着火方式：点燃、压燃

2：柴油机扩散燃烧过程的几个阶段

3：为什么液体燃料燃烧总是在气态下进行的？

液体燃料燃烧的着火温度远高于它的沸点温度。

燃料的活化能远大于气化热

因此，液体燃料总是先蒸发后着火的，即燃烧总是在气态下进行的。

4：表征喷雾特征的三个参数

喷雾粒度、贯穿距离及喷雾锥角

5：表征粒度的方法

算术平均法、质量平均法、体积平均法、表面积平均法等，用的最多的是SMD 方法。6：SMD方法的定义

按SMD计的全部油滴的体积与表面积之比与实际喷雾的V/A相等

7：影响柴油喷雾粒度的因素

喷油压力、背压、油泵转速、喷油量、燃料性质、喷孔面积、喷孔粗糙度等

8为什么说贯穿度是喷雾燃烧品质的重要控制参数?

贯穿距离的大小(即贯穿度)对燃料在燃烧室中的分布影响很大。

贯穿距离不能太大，也不能太小。

贯穿度太大，有较多的燃油喷到燃烧室壁上；反之，贯穿太小，燃料不能很好地分布到燃烧室空间，使燃烧室空气得不到充分利用。

贯穿度必须根据混合气形成方式的不同要求与燃烧室相互配合。

第七章气体燃料的喷射与燃烧

1：有射流必有引射，引起了动量交换和能量交换。

2：由喷口几何结构射流形式。

圆形射流，环形射流，平面射流，交叉射流

3由周围介质的运动状态。

自由射流，受限射流

4：有关射流的结论

（1）射流内任意截面上流量是外围引射空气量的结果。

（2）射流场内任意截面上的动量为常数，与x=0处相等，不随x而变化

（3）射流内任意截面上的焓量为常数，与x无关。

（4）射流内任意截面上的燃料组分的总量为常数，与x无关。

5：在轴对称气体的射流中，流速、浓度、温度场相似

6：轴对称气体的射流火焰，在空气中的火焰比在纯氧中火焰轮廓要大得多

7：层流火焰高度与燃料供给的流量成正比；湍流火焰高度与燃料供给流量无关

第八章固体燃料的燃烧

1：固体燃料煤的燃烧过程主要分为哪几步？

煤加热，水分蒸发；挥发份析出；挥发份燃烧（约10%时间）；焦炭燃烧（约90%时间）。

2：固态燃料属异相（非均相）燃烧,氧化速度表征着煤的燃烧速度,固体表面的异相化学反应是0～1级的化学反应

3：异相化学反应速度曲线可以分为哪几个区域？

动力区，过渡区，扩散区。

4：固体碳粒燃烧经历哪几个阶段？

氧扩散至固体表面；吸附于表面；化学反应，形成吸附后的生成物；生成物解吸；生成物扩散。

5：碳和氧的反应机理一般有哪三种模型？他们是怎样表述的？

二氧化碳模型，一氧化碳模型，中间碳氧络化物模型

6：碳球燃尽时间与初始直径的平方成正比