燃烧学习题答案
祝！各位同学考试顺利，新年快乐！
中国矿业大学《燃烧学》复习题参考答案
2011 / 7/ 9
第一章化学热力学与化学反应动力学基础
1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？
我国目前的能源环境现状：
一、能源丰富而人均消费量少
我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，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乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把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
从目前状况看，煤炭仍然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例是相当大的。
以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，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、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。
三、农村能源供应短缺
我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。
电力市场现状：
2008年10月份，中国电力工业出现4.65％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。
走势分析
2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。
电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。
结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。
燃烧科学的发展前景
燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。
我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。
燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展相互渗透、相互促进。
答：燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应．
燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加
3、什么是简单反应、复杂反应？
答：简单反应：由反应物经一步反应直接生成产物的反应。（也叫基元反应）
复杂反应：反应不是经过简单的一步就完成，而是通过生成中间产物的许多反应步骤来完成的反应，其中每一步反应也称为基元反应。
4、浓度和化学反应速度正确的表达方法？
答：浓度：单位体积内所含某种物质的量
1.分子浓度ni =Ni /V Ni为分子数 1 /m3
2.摩尔浓度Ci =Mi /V Mi 为摩尔数mol / m3
3.质量浓度ρi=Gi /V kg / m3
4.相对浓度摩尔相对浓度：x i =N i /NΣ=n i /NΣ=C i /CΣ=p i /p
质量相对浓度：f=G i /GΣ=ρi /ρ
化学反应速度：通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者氧量来表示。
化学反应速度既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表示。但均取正值。W=±d C / dτ
5、质量作用定律的适用范围？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。
答：①反应应为简单反应
②严格讲，质量作用定律仅适用于理想气体。
③对于多相反应，仅考虑气相物浓度，对于固相或液相物质蒸汽分压不考虑。
按质量作用定律，如果反应方程式是aA+bB
（简单反应）则反应速度和反应物浓度[A][B]成如下关系：
W =k[A]a[B]b
即：当温度不变时，某化学反应的反应速度与该瞬间各反应物浓度的乘积成正比例，如果该反应按照某化学反应方程式一步完成（简单，基元反应），则每种反应物浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。
6、什么是反应级数？反应级数与反应物初始浓度（以及半衰期）之间的关系如何？
答：化学反应速度表达式中浓度指数之和n=α+β就是反应级数。
反应级数与反应物初始浓度无关。
由于w =-dC/dτ=k[C]n,可推得：
零级反应：
一级反应：
二级反应：
7、 常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？
燃 料 反应级数 煤气 轻油 重油 煤粉 2 1.5~2 1 1
8、 试用反应级数的概念，讨论化学反应是速度、燃尽时间与压力之间的关系。
答：对于理想气体，
A p
∝，而化学反应速度
a b m
w k A B =，故
；单位
时间的反应（整个燃烧体积内的）1n
n m w V p p
p
-?∝?=，所以燃尽时间
rj τ∝
。
（n 为反应级数）
9、 涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？
答：涡轮增压装置能提高压强，因而不仅能提高发动机内的燃料气体的化学反应速度，而且能减少气体的燃尽时间，综合提高发动机的功率。（汽油的反应级数一般为2）
10、 A rrhenius 定律的内容是什么？适用范围？
答：温度对化学反应速度的巨大影响反映在反应常数上，这个关系称为阿累尼乌斯定律，表达为
，其中k0是频率因子，E 是活化能，与反应物温度及浓度无关。
适用范围为：
A 简单化学反应（基元反应），或复杂化学反应中的每一步基元反应
B 有明确反应级数n 和速度常数k 的复杂反
11、 什么是活化能，其计算的方法是什么？
答：活化能：使普通分子（平均能量）变为活化分子所需能量。可以测定反应级数根据图解法和计算法来见解求得。（详见课本P3）
12、 图解吸热反应和放热反应的活化能和反应放热（吸热）之间的关系。
能
量
水
平
反应进程
吸热反应同理
13、什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？
答：链式反应是一种在反应过程中含有自由原子或自由基等活化物质的特殊反应，如果通过某一种方式（如光照射等)将其引发，便相继发生一系列的链锁反应，使反应一环扣一环的不断进行下去。
链式反应分为不分支链反应（或直链反应）和分支链反应两类。
链式反应一般分为链的激发（引发）、链的传递和链的断裂（中断）三个阶段。
14、试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。分
支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？
答：.在课本第五页下边至六页上边中,(1)-----(3)中分析.
分支链反应中反应活化中心繁殖速度f比较大,极大的加快了化学反应的速度.
15、烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？
答：烷烃—同原子的醛—低一个原子的烷烃直至甲醛,甲醛分解为一氧化碳和氢气燃烧或直接燃烧.
析炭反应是烃类热裂解过称中的二次反应，二次反应是一次反应产生产生足够的一次反应产生足够的中间产物才显著起来。裂解的过程包括脱氢反应和断链反应，具体反应过程见课本第八页下面至第九页上面的过程。
16、图解催化剂对化学反应的作用。
对反应的作用有改变的只有两点：活化能E下降，反应途径的变化
17、什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？解释：碳燃烧的时
候，在低温下发生氧化反应，而在温度很高的情况下，气化反应将变得显著。
答：化学平衡的，可逆反应此时系统内各组成成分不变，计算公式为课本10、11页的1-27和1-28. 。系统变化遵循吕·查德里反抗规则：当化学平衡由于某一外因（T,p或成分含量）而被破坏时平衡将向反抗这一外因的方向移动。温度升高，平衡将向吸热方向移动，抵抗温度升高的影响；温度降低，平衡将向放热方向移动，抵抗温度降低的影响
18、标准生成焓、生成焓的定义？反应焓的定义及计算方法？燃料发热量（热值）与燃烧焓、反
应焓的关系？
答：生成焓定义：化合物的构成元素（最稳定的单质）经化合反应生成1mol该化合物的焓的增量。kJ/mol，标准生成焓：是化合物的构成元素在标准状态下（298K,0.1MPa），经化合反应生成1mol该化合物的焓的增量。
在特定的温度压力下（等温等压）进行的反应，反应物与产物具有相同的t,p，则产物与生成物间的焓值之差为该反应的反应焓
如果化合物不是由元素直接反应的生成物，则反应后生成物与反应物间的焓差值，不是生成焓，而是反应焓。
发热量与反应焓、燃烧焓大小相等，符号相反。
19、过量空气系数（α）与当量比（β）的概念？
答：过量空气系数是反应供应空气（氧气）与反应恰好完全反应所需空气（氧气）之比
当量比是两种参加反应的反应物的质量之比
第二章混合与传质
1．什么是传质？传质的两种基本形式是什么？
答：物质由高浓度向低浓度方向的转移过程叫做传质，也叫质量传递。
传质的两种基本方式是分子扩散传质和对流传质。
2． 什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导
热定律、费克扩散定律）什么是“三传”的比拟？
答：动量传递、质量传递、热量传递。
分子传输定律即牛顿内摩擦定律，傅里叶导热定律和fick 扩散定律。 ?
描述动量、热量和质量的规律有相似的数学表达式（傅里叶定律型）和相似的准则数（普朗特数和施密特数、努赛尔数和舍伍德数）叫三传的比拟。
3． 湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？
怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？
答：决定三传的因素为脉动和漩涡（仅供参考）
热量交换与质量交换的强烈程度相当，动量交换的强烈程度不如热量和质量交换强烈。
实验发现普朗特数约为0.75，小于1，即动量交换不如热量交换强烈。施密特数在0.7到0.75之间也小于1，即动量交换不如质量交换强烈。Le 数约为1到0.9，说明热量交换和动量交换强度相当。
4． 试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下，和周围气体换热的Nu 数。 答： 完全根据复习ppt 上例题将传质换成传热，求出Nu=2.
5． 如图所示：
两股射流在大空间中交汇。射流的初始温度T 1=60℃，T 2=室温20℃，实测xy 点的T xy =50℃。气流中的初始浓度为C 1=3mol/m 3，C 2=2mol/m 3，求点的xy 点的浓度C xy 。
答：该题复习为ppt 上原题。
6． 自由射流积分（动量守恒）条件、热焓差和浓度差守恒条件的物理意义是什么，数学表达式是什
1
2
xy
么？ 答：（1）自由射流动量守恒是指沿射流的轴线方向，在任意断面上，以射流的速度w 与速度w2只差(w-w2)计算的动量是一个不变的常数。其值恒等于出口断面上的以出口速度w1与射流的速度w2只差计算的射流初始动量。
（2）同动量守恒条件相似可以得出，沿轴线方向上，任意断面上的热焓差和浓度差都是不变的常数，且恒等于出口断面上的射流与伴随流之间的热焓差和浓度差。 注：相应公式见PPT2.4.2
7． 图解射流断面上的速度分布相似性。
答：见PPT2.4.3 (2)
8． 把热射流射入冷空间中，和把冷射流射入热空间中，射流的轴线速度、温度差和浓度差衰减的情
况有何区别？这对工程燃烧的二次风参数的选取有何指导意义？ 答：（1）把热射流射入冷空间中时，射流的轴线速度、温度差和浓度差衰减都很快，因为θ（含义见PPT ）的值较大。而且随θ值增大，三者衰减速度均明显加快。
（2）把冷射流射入热空间时，很明显θ值相对（1）中要小，所以此时射流的轴线速度、温度差和浓度差衰减都很慢，而且随θ值减小，衰减更慢。
（3）从这个方面讲，组织锅炉内气流流动时，应用θ值低一些的一次风，从而保证较慢的衰减速度，有足够的扰动范围，以保证气流流动。而从燃烧供氧的角度讲应用θ值高一些的一次风，以加强湍流混合和传质，有利于燃烧。
9． 根据以下物理模型，推导旋转射流中心线上负压的值。
1.5
2.0
n w r ?≈=
常数1.0n w wr ?≈=r 1
w
?1
r 1
r
w ?
自由旋转区 核心区（刚体旋转区） 自由旋转区
假定旋转射流的横截面如图所示，流体是无粘性流体，流动区域可以划分为两个区域：外围的自由旋转区（可以按势流处理）和中心的刚体旋转区（不能按势流处理），其分界线为r=r 1。 答：中心线上负压即刚体运动区中心线上的负压值，具体推倒见PPT2.5.1（2）
10． 什么是旋流强度，其物理意义是什么？旋流强度的计算公式？ 答：旋流强度（旋流数）：工程上用于反映旋转射流强弱程度的指标。
G S =
?
计算公式：
其中，G φ是角动量的轴向通量（旋转动量矩）， Gx 是轴向动量，R 为定性尺寸。 物理意义：旋转动量和轴向动量的某种比值。
11． 图示钝体流场的主要特征。
答：见课本P54图2-23.
12． 两股平行射流湍流混合的强弱取决于哪些空气动力学参数条件？
答：① 两者的动压比 ，它是湍流扩散（三传）的动力（能量）来源，它的增加会导
致流体微团可在更大尺度范围内湍流相关，且混合边界层愈偏于动压小的一侧。当动压比趋近于1时，由于动压差引起的湍流扩散已经十分微弱，只能靠射流自身原始扰动度来维持。
② 决定于射流自身动压 ，它是射流内部进行三传的动力（能量）源。一般自身湍动度总是
维持射流内部的小尺度湍动。
③ 系数k ，决定于射流喷口的结构特征和速度分布特征
13． 两股相交射流湍流混合的强弱取决于哪些空气动力学参数条件？
答：相交射流混合传质的动力学条件是两射流的动量（流率）比M=1时混合最强烈。
第三章 气体燃料燃烧
1. 什么是热着火？什么是链式着火？其区别是什么？热着火需要满足的条件是什么？化学链着火需要满足的条件是什么？ 答：什么是热着火？什么是链式着火？其区别是什么？热着火需要满足的条件是什么？化学链着火需要满足的条件是什么？
热着火：可燃混合物由于本身氧化反应放热大于散热，或由于外部热源加热，温度不断升高导致化学反应不断自动加速，积累更多能量最终导致着火。——大多数气体燃料着火特性符合热着火的特征。 链式着火：由于某种原因，可燃混合物中存在活化中心，活化中心产生速率大于销毁速率时，导致化学反应速度不断加速，最终导致着火。 ——某些低压下着火实验（如 H2+O2，CO+O2的着火）和低温下的“冷焰”现象符合链式着火的特征。
热着火过程与链式着火过程区别——热着火通常比链式着火过程强烈得多。
条件：
热着火过程：温度升高引发的，将使得系统中整体的分子动能增加，超过活化能的活化分子数按指数规律增加。导致 燃烧反应自动加速。
链式着火过程：主要是活化中心局部增加并加速繁殖引起的，由于活化中心会被销毁，所以链式着火通常局限在活化中心的繁殖速率大于销毁速率的区域，而不引起整个系统的温度大幅度增加，形成“冷焰”。但是，如果活化中心能够在整个系统内加速繁殖并引起系统能量的整体增加，就形成爆炸。
2. 自发着火与强迫着火的区别是什么？
答：自燃：自发的着火，依靠系统自身化学反应的放热来维持系统的升温。
21
122
2
w w
ρρ2
22w ρ
强燃：强迫着火，借助外部能量（固壁、火花塞），使其局部着火，然后火焰传播到整个可燃混合物中。
3. 自燃必要条件有两个判据，他们的表达式怎样，物理意义是什么？燃料的活化能、系统初始温度、散热系数对自燃温度的影响如何？请图示。试讨论影响自燃着火温度的主要因素有哪些？
答：自燃必要条件有两个判据，他们的表达式怎样，物理意义是什么？燃料的活化能、系统初始温度、散热系数对自燃温度的影响如何？请图示。试讨论影响自燃着火温度的主要因素有哪些？ 两个判据:产热散热相等，产热散热变化率相等即：
影响因素：图见PPT η(散热系数)↓有利着火
燃料活性强（E 小或k0大）易着火 T0(系统初始温度)↑ 容易着火
4. 什么是着火的孕育时间？请图示。并解释：为何堆放在煤场上的煤在常温下也经常会发生自燃，而直吹式煤粉锅炉一次风管道中的煤粉在高于150℃的条件下也不发生自燃？
答：自然过程中，系统温度达到拐点温度（即临界温度）时对应的时间为孕育时间。图见PPT
原因需从自燃的临界条件来找煤场上的煤发生化学反应时产热不易散去，即Q1≥Q2，在常温下随产热蓄积温度不断升高，孕育时间不会很长，故而易着火自燃。相应地，直吹式煤粉锅炉一次风管道中的煤粉流动快，散热也快，尽管当温度高于150℃，仍无法蓄热以进一步提高温度，故孕育时间无限长，最终也不会自然。
5. 图示着火温度与燃料空气混合物的浓度（过量空气系数）的关系。并解释：1）为什么在点燃气体燃料的时候必须“火等气”？2）煤矿巷道中发生瓦斯爆炸的原理是什么，如何防范瓦斯爆炸？ 答：图示着火温度与燃料空气混合物的浓度（过量空气系数α）的关系。并解释：1）为什么在点燃气体燃料的时候必须“火等气”？2）煤矿巷道中发生瓦斯爆炸的原理是什么，如何防范瓦斯爆炸？
着火温度与燃料空气混合物的浓度有关；通常用过量空气系数α来表示
211
2
Q Q dQ dQ dT
dT =???=?
?
（2）参照上图不要让（α，T ）进入U 型虚线区
6. 什么叫强迫着火？请图示强迫着火的过程。热壁面强迫点燃的临界条件是什么，其物理意义是什么？
答：强迫点燃：用炽热物体使可燃混合物着火
炽热物体向周围可燃混合气散热，在边界层中可燃混合物由于温度升高而进行化学反应，反应产热使气体温度不断升高而着火。
强燃的临界条件应为：
高温火源 向可燃混合物加热
在高物物体边界层中着火 整个可燃混和物点着
反应热量
再加热
7. 试根据强迫点燃温度的方程
2
012
02exp()()
n
qr
qr qr
T k C Q R
N u E L E
T T RT ηλλ
=
?-
=
-讨论：1）炽热平板的长度；
2）对流换热Nu 数；3）气流的压力；4）气流的导热系数；5）燃料的活化能；6）燃料的发热量；
对强迫点燃难易程度的影响。
答：试根据强迫点燃温度的方程2
012
02exp()()
n
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T k C Q R
N u E L E
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?-
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-讨论：1）炽热平板的长度；2）对流换热Nu 数；3）气流的压力；4）气流的导热系数；5）燃料的活化能；6）燃料的发热量；对强迫点燃难易程度的影响。
8. 燃用高活性的褐煤的锅炉中，常出现以下现象：一次温度大约150℃，风管道中漏出的煤粉在地面堆积，有时能呈现暗红色燃烧的状态（温度大约700℃），而一次风管内的煤粉却不燃烧或爆炸。请用自燃和强燃着火的模型给予解释。
该问为开放性题，为不局限大家思维，请各位互相讨论啊 ^.^
9. 什么是缓燃？什么是爆燃？
答：缓燃（正常传播）：火焰锋面以导热和对流的方式下传热给可燃混合物引起的火焰传播，也可能有辐射（如煤粉燃烧时的火焰传播可能以辐射为主，也有可能为对流和辐射并重）。传播速度较低（1～3m/s ，远小于声速），传播过程稳定。一般的工程燃烧均为此类。
爆燃：绝热压缩引起的火焰传播，是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度升高而引起化学反应，从而使燃烧波不断向未燃气推进，传播速度大于1000m/s ，大于声速。如爆炸、压燃式内燃机的火焰传播。
10.层流火焰传播的速度是怎么定义的？
答：层流火焰传播的速度定义为流动状态为层流时的火焰锋面在其法线方向相对于新鲜混合气的传播速度。
① L ↓，T qr ↑
② Nu （气流速度上升，η↑，散热增大）↑，T qr ↑ ③ P ↑（C ↑）, T qr ↓ ④ λ、E ↑，T qr ↑
⑤ Q ↑, T ↓
11.火焰传播速度的定义式数学表达式是什么？随各个主要影响因素（热扩散率、燃尽时间等）的变化规律是什么？ 答：火焰传播速度定义式的数学表达式为：n ce w u -=（火焰锋面相对静止时）。
根据
()E
RT T T Qw C a
dT w Q
T T a u lr b m p T B
m lr ce lr
2
2
00
22-=
-=
?
ρλ
可知：
热扩散率：↑
↑?=
ce p
u C a ρλ。
燃尽时间：
()
rj
ce m lr p rj a
u Q
w T T C τρτ∝
?-=
0，因此
↓
↑?ce rj u τ。
过量空气系数：α = 1时，u ce 最高（理论）；α ≈ 1且小于1时，↑
ce u （实验）
α >> 1 或α << 1时，Q 放↓，T lr ↓↓
?ce u 。
可燃气初温：
↑
↑?↑?ce lr u T T 0。
火焰锋面形状： 凹
↑
?ce u ； 凸 ? 散热多 ↓
?ce u 。
12.本生灯火焰稳定的机理是什么？如何使用本生灯测量层流火焰传播速度？试写出测量的过程和计算式。 答：本生灯的火焰稳定机理：本生灯出口处Re 较小，一般属层流，火焰锋面以ce
u 传播，可燃混
合气以w 速度前进，合成速度的结果就是形成了的圆锥面。这也称为余弦定律：
ce
n u w w ==?cos 。w n 的存在使得火焰锋面上质点沿a-b 方向移动，
为使火焰
稳定，当质点由a 移至b 时，必须有另一质点补充上来。因此在接近
火炬根部的焰锋表面上，必须存在一固定的点火源（不断点燃火焰根部附近的可燃气体以补充被气流带走的质点）。此即圆锥面火焰锋面的策源，底部四周一圈环形火焰锋面——点火环。点火环的存在是由于燃料混合物喷出本生灯后在边缘上速度很低，有一些地方射流速度正好等于u ce ，即形成了点火环。 如图所示，当火焰稳定时，混合气体在火焰锋面法向的分速度就等于气体火焰的传播速度。测量空气与燃气流量，可得混合气体流量，根据已知的喷嘴直径，可计算出混合气体的流速；再测量火焰的高度，算出火焰圆锥投影的半角，即可得到混合气体在火焰锋面法向的分速度 —— 气
体火焰传播速度。 测量过程：
b a
① 分别测出空气与燃气的流量 Q kq 和 Q rq （据流量计的不同可能需要修正），计算总的混合气体流
量 Q = Q kq + Q rq ； ② 测出喷嘴内径 R ，计算出喷嘴截面积 A = πR 2，从而可算出混合气体流速 W=Q/A ；
③ 测量火焰高度 h ，可计算出火焰圆锥投影半角 2
2
sin h
R R +=
θ 。
综上可得，测得的层流火焰传播速度表达式为
2
2sin h
R R Q Q W u rq
kq ce ++=
=πθ
13.燃烧速度（化学反应速度）与火焰传播速度是什么关系？区别是什么？(火焰速度、燃烧速度、新混合气速度关系)
答：燃烧速度（化学反应速度）与火焰传播速度是什么关系？区别是什么？(火焰速度、燃烧速度、新混合气速度关系)
燃烧速度越大层流火焰传播速度越大。燃烧速度的单位是摩尔每立方米每秒，表示单位时间单位体积内说消耗的燃料量，而火焰传播速度单位是米每秒，是化学反应燃烧区在空间的移动。层流火焰传播速度定义：火焰锋面在其法线方向相对于新鲜混合气的传播速度。
14.燃料气的热扩散系数、燃料的发热量、化学反应速度、气体的密度、气体的压力、可燃气体初温、锋面形状等因素如何影响层流火焰传播速度？
答：燃料气的热扩散系数、燃料的发热量、化学反应速度、气体的密度、气体的压力、可燃气体初温、锋面形状等因素如何影响层流火焰传播速度？
燃料气的热扩散系数增大、燃料的发热量增大、化学反应速度增大、气体的密度减小、可燃气体初温越大，层流火焰传播速度都会增大。
层流火焰传播速度与压力的1/2*(n-2)次方成正比。
火焰锋面凹，层流火焰传播速度增大，火焰锋面凸散热增多，层流火焰传播速度减小。
15.过量空气系数如何影响层流火焰传播速度？请图示。 答：过量空气系数如何影响层流火焰传播速度？请图示。 教材101页图3-18
理论燃烧温度：在α= 1时最高。α>>1空气多或α<<1燃料多都会导致散热多使理论燃烧温度降低，层流火焰传播速度降低。实验证明α ≈1且小于1时层流火焰传播速度最大。
16.火焰锋面厚度的计算式是什么？真实的火焰锋面厚度大约是多少？ 答：火焰锋面厚度的计算式是什么？真实的火焰锋面厚度大约是多少？ 第三章课件40页。
17.什么是淬熄距离？
答：火焰传播过程中，在距离壁面数MM 的地方，壁面温度低，dT/dr 较高，散热强烈，使Uce 下降，造成火焰无法传播的临界便捷厚度成为淬熄距离。
18.什么是湍流火焰传播的表面燃烧理论和容积燃烧理论？ 答：表面燃烧理论（舍谢尔金）
火焰面使层流型的，湍流脉动在一定空间内使燃烧面弯曲，皱折，乃至破裂，成“小岛”状的封
闭小块，这样增大了燃烧面积，从而增大了燃烧速度。
容积燃烧理论
湍流燃烧速度的增加是因为在湍流中热量和活化中心湍流转移速度都大大高于层流中同类型的分子迁移速度率，因而加速了火焰中化学反应，从而提高了实际的法向燃烧速度。
19.什么是扩散火焰？什么是预混火焰？什么是全预混火焰？其火焰的形状和结构有何区别？——通
过火焰的图像特征辨别火焰的种类。
答：扩散火焰：燃料和氧化剂边混合边燃烧，这时由于扩散作用对燃烧起控制作用，又称扩散火焰。
预混火焰：燃料和氧化剂预先混合好，这时化学动力学因素对燃烧起控制作用，亦称动力燃烧。
全预混火焰：若一次预混空气系数α1k>=1，一级空气氧已足够，此时也只有一个内火焰锋面，此时为全预混火焰。
具体图像参考教材或PPT。
20.什么是脱火和回火？图解火焰的脱火区、回火区、稳定区和黄色火焰区。
答：
21.为什么说扩散火焰不容易脱火也不容易回火？为什么全预混火焰既容易脱火也容易回火？结合火
焰区域的图进行解释。（需要解释，为什么全预混火焰的稳定区比较窄？）
答：当 1K=0，纯扩散火焰，不可能回火，因为管道中没有氧气，火焰传播速度为0。
也不易脱火，因为，随着燃料在环境中的扩散，与氧气混合，火焰传播速度上升，而流速却在扩
散过程中不断下降，很容易出现火焰稳定点。
火焰极为稳定，但化学不完全燃烧损失大。
α1K=0.4~0.7，稳定区域很大，运行较为可靠。
混合物中火焰传播速度很低，不容易回火。
与纯扩散火焰类似，随着燃料在环境中的扩散，与氧气混合，火焰传播速度上升，而流速却在扩散过程中不断下降，很容易出现火焰稳定点。
α1K太小时，气体中烃缺氧，发生高温裂解，产生炭黑，火焰呈明亮黄色，发光火焰，黑度大，有利于炉内传热。
α1K≥1时，既容易回火，也容易脱火，火焰很不稳定。
火焰传播速度很快，管道内供氧充分，很容易回火。
混合气流离开喷嘴以后，火焰传播速度不断下降，虽然流速也不断下降，但是，火焰传播速度的下降更快，很容易脱火。
22.常用的防止回火的措施有哪些？常用的防止脱火的措施有哪些？
答：
采用喉口设计：加装收缩段；直径变小
使用冷却装置：降低混合物温度，从而降低火焰传播速度，甚至直接淬熄火焰。
防止α1K>1.0
加稳焰器——使用钝体或者旋流，形成中心回流区，起到稳定点火源的作用
稳焰方法：利用钝体，旋转射流稳焰，利用逆向喷流稳焰，等等。
第四章液体燃料燃烧
1.液体燃烧的过程是什么？
答：雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧
2.图解单个液滴燃烧时的空间区域划分，以及油蒸汽浓度、氧气浓度和温度分布。
3.油滴燃烧属于扩散燃烧还是预混燃烧？为什么？
答：属于扩散燃烧限制油滴燃烧的主要因素是与空气的混合速度，即取决于空气向油滴表面扩散所需的时间，属扩散燃烧。
4.液体燃料喷雾特征的评定指标有哪几项？索太尔平均直径的计算式和物理意义？
答：①雾化粒度：表示油滴颗粒大小的指标
②雾化油滴均匀性
③雾化角：
④流量密度
5.简述机械雾化和介质雾化的过程。
答：①机械式雾化器
依靠油泵的压力将液体燃料的压力提高，使以较高的压力喷进燃烧室
②介质式雾化器
用蒸汽做雾化介质，则还可以在雾化同时降低油的粘度，故进入喷嘴的燃油粘度越高时仍能保证
雾化质量，采用空气作介质时，空气压力低，雾化质量较差。
6. 单个油滴的蒸发过程的物理模型怎样？油滴蒸发满足什么定律？试推导之。
7. 请推导单个油滴燃烧时间的表达式。
（6、7）合答：①油滴球形，r 2=δ，其周围温度场(α)，浓度场均匀(D)
②油滴随气流而动，与气流间无相对运动（Re=0） ③油滴表面温度近似等于饱和温度T 0=Tb ④火焰锋面向内向外导热传递（忽略辐射），向内导热量=产生的油气量+油气温度升高，且忽略斯蒂芬流（油蒸汽穿过锋面逃逸的量）=0
⑤O 2 从远方扩散而来在锋面上全部消耗掉，锋面O 2 的C=0，且O 2 扩散到锋面的量符含化学反应中氧与油的化学计量比β 油滴蒸发满足平方直线定律。 另：“平方直线定律”推导见 复习PPT 或 课本 8. 燃油燃烧器的调风器应具备哪些功能？
答：① 有根部风（在油还未着火燃烧之前，在油雾根部已有一部分空气混入油雾中，15~30%一次风）——油料相对易燃，应该及早与氧气混合
② 早期混合要强烈——扩散燃烧，应重点强化空气与油雾的混合 ③ 有一大小位置适当的回流区——防止脱火
④ 加强后期混合——利于残余的难燃组分的燃尽
9. 如何强化油雾燃烧？
答：增强雾化功能，减小油滴尺寸，提高雾化的均匀性； 提高燃烧室的温度水平，强化蒸发阶段的传热。
第五章 固体燃料燃烧
1. 图示煤燃烧过程的主要特点。
煤的燃烧过程有自己的特点：
气态产物： 挥发分V
受热裂解
着火燃烧
加热 剩余固态产物：
焦炭C
加热
着火燃烧
供O 2
燃尽
放热Q
煤
2. 煤种焦炭的质量大约占多少比例？焦炭的发热量大约占多少比例？焦炭的燃烧时间大约占多少
比例？ 答： 焦炭占可燃成分的质量百分比，% 焦炭发热量占煤总发热量
的百分比，% 无烟煤 96.5 95 烟煤 57-78 59.5-83.5 褐煤 55 66 泥煤 30 40.5 木柴
15
20
? 可见：焦炭（C ）无论在煤中的质量百分比或燃烧放热（发热量）的百分比都是占主要地位。
? ① 煤中焦炭量占55-96.5%，发热量占66-95%。
? ② 焦炭燃烧是异相化学反应，反应速度慢。焦炭燃烧的时间约占全部燃烧时间的90%，也就
是说，挥发分燃烧时间仅约10%。这也说明了焦炭燃烧比气体燃料燃烧要困难的多。 ? ③ 从提供热量的角度，焦炭具有主要意义，∵它提供了大量的热量。
3. 什么叫异相燃烧？异相化学反应分为几个步骤？
答：异相燃烧是指不同相的物质之间发生的燃烧反应。
通常气固异相反应包括如下步骤：
第一步：O2必须通过扩散到达碳的表面，并被碳表面吸附 第二步：在碳表面上进行碳—氧反应，并生成反应产物 第三步：反应产物从碳的表面上脱离（解吸），并从碳表面向外扩散开去
4. 焦炭的反应活性跟哪些因素有关？
答：由于碳晶体边界与中心的活性不同（键能低）——边界反应活性更好。 基面上与基面间的活性不同（间隙大）——基面间反应活性更好。 内、外表面积大小不同，活性不同——表面积大反应活性更好。
所以不同的焦炭其化学反应速度相差甚大。一般密度小孔隙率高（疏松）的焦炭，粒径小的焦炭（比表面积大，内空隙易暴露），反应活性更强。
5. 写出异相化学反应速度的计算式，并结合图线探讨异相化学反应速度随温度和质量交换系数的变
化规律。说明，什么是动力燃烧区？什么是扩散燃烧区？什么是过渡燃烧区？
1b
m b KC w k q k KC ''==+k C k C C C k C C C K q zl zl b b b zl b O b m
1
111)(112
+
=++-==-==∞∞∞ααα
400
800
1200
1600
2000
01x10
7
2x10
7
3x10
7
4x10
7
211O b zl C K k
α∞=
+ zl C α∞
zl
α kC ∞
2O b
K 反应速率
温度T/K
当温度T 很高时 很大
11
zl
k
α
2O
b zl K C α∞
=0exp E k k RT ?
?=- ?
??
结论： ①此时燃烧反应速度完全决定于扩散（αzl ）——称为扩散燃烧（区）（或扩散燃烧控制） ②此时，碳表面化学反应很快，∴Ｏ2一扩散到碳表面就完全燃烧掉，∴燃烧决定于Ｏ2供应的多少，决定于碳表面的Ｏ2浓度，即为≥1级反应。
③举例：气体燃料的扩散火焰中，只要Ｏ2一到火焰锋面就很快消耗掉。因此，强化燃烧唯一的办法就是增加扩散供Ｏ2，即↑αzl
21
1O b
zl
C K
k
α∞=
+
6. 颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域（动力区、扩散区）的影响是什么？
7. 简述碳球燃烧的两种机理。碳燃烧过程中的氧化反应和气化反应是什么？图示这两种反应的反应
速度常数k 随温度变化的规律。 答：反应机理1：
碳和氧气在中低温下反应，一次产物是二氧化碳和一氧化碳，一氧化碳再燃烧生成二氧化碳。 反应机理2：
在高温下，碳和二氧化碳发生气化反应生成一氧化碳，一氧化碳再在碳球附近燃烧生成二氧化碳。 碳燃烧的氧化反应是：4C + 3O2 = 2CO2 + 2CO
气化反应是：C + CO2 = 2CO
讨论： ①颗粒直径δ0↓ m
S zl
k
α=
↑→向动力区移动；
②当T ↑ ↓→向扩散区移动；
③当相对速度Re ↑
↑→向动力区移动；
)
exp(RT
E -
↑
m S zl
k
α=
m S zl
k
α=
燃烧学复习题(超全)
1.说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的 影响？ 煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成： 碳是煤中主要的可燃元素，在燃烧过程中放出大量的热；煤的炭化程度越高，含碳量就越大；含碳量高的煤难以着火与燃烬，但是发热量很高。 氢也是煤中主要的可燃元素，有效氢的发热量很高，是碳发热量的3～4倍，煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加，当煤中含碳量为85%时达到最大值，然后随着炭化程度的增加而下降。 氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。 氮是煤中的有害不可燃元素，其存在不但降低煤的发热量，而且会生成NOx 等污染物； 硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成SOx等有害污染物。 挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到850℃时析出的气体。挥发分含量多的煤，着火容易，着火温度低，燃烬容易；挥发分含量少的煤，着火温度高，着火困难，燃烬非常困难。 灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小，而且影响煤的着火与燃烧。由于燃烧烟气中飞灰浓度大，使受热面易受污染影响传热、降低效率，并使受热面易磨损而减少寿命。同时，对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施，使排烟中含尘降低到合格的排放指标。在煤的使用过程中，一定要重视煤的灰熔点，否则容易造成结渣，不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布，破坏燃烧过程的稳定运行。 水分是煤中的不可燃成分，其存在不仅降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，还易在低温处腐蚀设备。含水量大的煤使得制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是，在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，增加火焰及烟气的辐射放热强度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。这样，水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP减少，同时水分的蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。 煤中碳分包括固定碳和游离碳。固定碳是指在隔绝空气的情况下煤中挥发分析出后剩下的固体物质中的含碳量；游离碳是指挥发分中的含碳量。一般来说，煤的煤化程度越高，挥发分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的着火和燃烧，煤难以燃烬。 2.什么是有效氢，什么是化合氢？ 有效氢：与碳、硫结合在一起的氢，也叫可燃氢，可进行燃烧反应，并放出
燃烧学第二章作业
燃烧学第二章作业
旋流燃烧器混合特性实验方案设计 班级： 学号： 姓名：
如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气、炉膛内烟气。为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化）。
一：实验目的 为掌握燃烧器的燃烧特性， 需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化） 。 二：实验原理 由于本实验只需要求得混合后气体的成分比例，不要求混合后气体的浓度。因此，只需要根据热流密度守恒即可求得混合后气体成分的比例，而不需要以温度场模拟浓度场。 对于两股射流与高温烟气的混合问题，燃料气温度为T1，空气温度为T2，高温烟气温度为T3。对于炉膛空间中的任一点，假设其温度为Txy ，该点物质中来自燃料气的成分的质量分数为m1，来自空气的成分的质量分数为m2，来自高温烟气的成分的质量分数为m3。根据热流密度守恒，有： ???=++=++xy p p p p T c T m c T m c T m c m m m 3 33,222,111,3211 若假设三种气流p p p p c c c c ===3,2,1,，则上式可以简化为： ???=++=++xy T T m T m T m m m m 3322113211 式中xy T T T T 、、、321为待测量，321m m m 、、为待求值。 由于未知数有3个而方程只有两个，故方程不封闭无法求解。故，实验中须改变321T T T 、、，测出两次不同温度下的xy T ，与上述两个方程组成封闭方程组如下： ??? ????=++=++=++''33'22'113322113211xy xy T T m T m T m T T m T m T m m m m 式中： 1m ——混合气体中来自燃料气的成分的质量分数； 2m ——混合气体中来自空气的成分的质量分数； 3m ——混合气体中来自高温烟气的成分的质量分数；
燃烧学题库简答题
1 硫在煤中的几种存在形式为什么是有害成分熔点与酸度的关系。 答：三种，1有机硫，来自母体，与煤成化和状态，均匀分布。2 黄铁矿硫与铁结合在一起，主要成分，硫化铁。3硫酸盐硫以各种硫酸盐的形式存在杂质中。有害成分：二氧化硫三氧化硫危害人体健康和造成大气污染。在加热炉中造成金属的氧化和脱碳，在锅炉中引起锅炉换热面的腐蚀。焦炭还能影响生铁和钢的质量。酸性程度高的灰分，熔点较高。 曼彻斯特的红> 22:03:42 2 说明煤灰分的定义，怎样确定灰分的熔点和酸度 答：煤中所含的矿物杂质（碳酸盐粘土矿物及微量稀土元素）在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。熔点：灰分式样软化到一定程度时的温度作为灰分的熔点。（三角锥软化到半球）。酸性成分与碱性成分之比作为灰分的酸度。 3、何为煤的半工业分析、全工业分析。分析方法及意义 煤的半工业分析是将一定质量的煤加热到110℃使其水分蒸发，以测出水分的含量，再在隔绝空气的条件下加热到850℃，并测出挥发分的含量，然后通以空气是固定碳全部燃烧，以测出灰分和固定碳的含量。 全工业分析是在办工业分析的基础上加上煤中S的含量，与煤的发热值的测定的煤的工业分析。 4 集中表述煤的化学组成有几种方法表示。有什么实际意义， 应用成分：C H O N P S灰分A 水分W七种组分所组成，包括全组分在内的成分，习惯上把她叫做应用基，上述各组分在应用基中的质量百分数叫做燃料的应用成分。干燥成分：不含水分的干燥基中的各组分的百分含量来表示燃料的化学成分。可燃成分：C H O N S五种元素在可燃基中的百分含量来表示燃料的成分。 5 工业炉使用气体燃料与固、液体相比有哪些优点 1，在各种染料中，气体燃料的燃烧过程最容易控制，也最容易实现自动调节2，气体燃料可以进行高温预热，因此可以利用低热值燃料来获得较高的燃烧温度并有利于节约燃料降低燃烧。3没有炉灰，固体废弃物。 6燃烧计算中需已知那些条件主要确定那几个参数 答：条件：（1）燃料完全燃烧，不考虑热分解2气体体积均指标况下体积3元素的公斤分子
燃烧学试卷-答案教学提纲
一、单选题（2分/个） 1、不属于常用防止脱火的措施的为：D A喉口加装收缩段，但喉口直径不变B加稳焰器C使用冷却装置D利用钝体 2、下列关系不正确的是：B A液体燃烧的过程包括雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧B油滴燃烧属于预混燃烧 C提高燃烧室的温度水平有利于强化油雾燃烧 D异相燃烧是指不同相的物质之间发生的 3、碳的（）反应是自我促进的，而（）反应是自我抑制。A A氧化/气化 B气化/氧化 C还原/氧化D氧化/还原 4、已知燃料成分，下列量可以确定的是：D A着火温度B理论发热温度C理论燃烧温度D实际燃烧温度 5、影响碳球燃尽速度的主要因素是：D A碳球表面二氧化碳浓度B碳球燃尽时间C碳球直径D碳球表面氧气浓度分 6、涡轮增压装置对汽车发动机的作用不包括：D A能提高汽车发动机内的燃料气体的化学反应速度 B能减少汽车发动机内燃料气体的燃烧 C提高汽车发动机的功率 D能提高汽车发动机内燃料气体理论发热温度 7、能用来描述动量、热量和质量相似的准则数是：C A普朗特数，雷诺数，努塞尔特数和舍伍德数 B普朗特数，施密特数，努塞尔特数和 C普朗特数，施密特数，努塞尔特数和舍伍德数 D普朗特数，施密特数，努塞尔特数和雷诺数 8、依靠传热与传质进行火焰传播的是：C A爆震B爆炸C正常传播D爆燃 9、对于影响自燃着火温度的描述，不正确的是：D A散热系数减少有利于着火B燃料活性强易着火 C系统初始温度升高容易着火D产热散热相等有利于着火 10、静止空气中球形碳粒燃烧，当温度为900℃时：B A只存在二次反应B一次反应，二次反应并存C只存在一次反应D以上都不对 二、辨析题（判断正误，错误的说明理由，5分/个） 1、复杂反应所形成的最终产物由几步反应所完成，故可用质量作用定律直接按反应方程判断反应物浓度关系。 答：错。复杂反应，所形成的最终产物是由几步反应所完成的，故化学反应方程式并非表示整个化学反应的真实过程，故无法用质量作用定律直接按反应方程判断反应速度与反应物浓度关系 2、家用煤球炉在800多摄氏度能稳定燃烧，而大型煤粉炉要在1300℃以上才能稳定燃烧，因此，由细小煤粉反应活性好的理论可以得知：因此家用煤球炉比大型煤粉炉更实用。 答：停留时间是影响燃烧热工况的很重要的一个因素。停留时间越长，燃烧热工况越好。家用煤球炉中，煤的停留时间可以达到几个小时，而大型煤粉炉中，煤粉颗粒在炉膛内却只能停留2到5秒，因此家用煤球炉在较低温度下即可以维持燃烧稳定，而大型煤粉炉却需要较高炉膛温度来维持燃烧稳定。
燃烧学 第1章 作业
一、已知木材的质量百分数组分为：C－40％，H－10％，O－41％，N－2％，W－6％，A－1％ 1. 求1kg木材完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1）。 2. 木材的高、低热值 3. α=1.5时，完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时，燃烧温度 二、某焦炉煤气的体积百分数组成为：CO－3.8％，H2－58％，CH4－24.5％，C2H4－3.7％，CO2－2.3％，N2－4.7％，H2O－2％,O2—1% 1. 求1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1） 2. 1m3煤气的高、低热值 3. α=1.5时，1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时1m3煤气不完全燃烧，烟气中有CO 0.01m3，H2 0.12m3，CH40.06m3. 求烟气的总体积。 一、已知木材的质量百分数组分为：C－40％，H－10％，O－41％，N－2％，W－6％，A－1％ 1. 求1kg木材完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1）。 2. 木材的高、低热值 3. α=1.5时，完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时，燃烧温度 二、某焦炉煤气的体积百分数组成为：CO－3.8％，H2－58％，CH4－24.5％，C2H4－3.7％，CO2－2.3％，N2－4.7％，H2O－2％,O2—1% 1. 求1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1） 2. 1m3煤气的高、低热值 3. α=1.5时，1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时1m3煤气不完全燃烧，烟气中有CO 0.01m3，H2 0.12m3，CH40.06m3. 求烟气的总体积。 一、已知木材的质量百分数组分为：C－40％，H－10％，O－41％，N－2％，W－6％，A－1％ 1. 求1kg木材完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1）。 2. 木材的高、低热值 3. α=1.5时，完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时，燃烧温度 二、某焦炉煤气的体积百分数组成为：CO－3.8％，H2－58％，CH4－24.5％，C2H4－3.7％，CO2－2.3％，N2－4.7％，H2O－2％,O2—1% 1. 求1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积（α=1） 2. 1m3煤气的高、低热值 3. α=1.5时，1m3煤气完全燃烧所需要的理论空气量，烟气的组成和体积 4. α=1.5时1m3煤气不完全燃烧，烟气中有CO 0.01m3，H2 0.12m3，CH40.06m3. 求烟气的总体积。
高等燃烧学复习题参考答案集
《高等燃烧学》习题集与解答 第一章绪论 1、什么叫燃烧？ 答：燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加。 2、燃烧的本质是什么？它有哪些特征？举例说明这些特征。 答：燃烧的本质是一种氧化还原反应。它的特征是：放热、发光、发烟并伴有火焰。 3、如何正确理解燃烧的条件？根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法？ 答：可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素，要发生燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。根据燃烧的条件，可以提出一下防火和灭火的方法： 防火方法：a、控制可燃物；b、隔绝空气；c、清除点火源 灭火方法：a、隔离法；b、窒息法；c、冷却法；d、抑制法 4、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 答：我国目前能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但是分布不均匀，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乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把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 从目前状况看，煤炭仍然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例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，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、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，
消防燃烧学函授试卷(三)
《消防燃烧学》函授试卷（三） （考试时间： 年 月） 一、概念题（每小题2分，共10分） 1、扩 散 2、闪 燃 3、爆 轰 4、热惯性 5、空气消耗系数 二、填空题（请将正确答案填写在括号内。每空1分，共20分） 1 ）、（ ）和（ ）。 2、高聚物燃烧的最突出的特点是（ ）、（ ）和（ ） 3、热自燃理论认为体系能否着火取决于（ ），碘值高的涂油物自燃是因为（ ）。 4、可燃混气的热容越大，着火感应期（ ）；可燃混气的导热系数越大，着火感应期（ ）；混气的燃烧热（ ），着火感应期越短。 5、火灾中热烟气的毒性主要表现在（ ）、（ ）、 （ ）三个方面。 6、木材密度越大，燃烧速度越（ ）；比表面积越大，燃烧速度越（ ）。 7、粉尘发生二次爆炸的主要原因是（ ）。 8、可燃固体发生阴燃应具备的条件是（ ）和（ ）。 9、当氧气浓度低于（ ）时，大多数的燃烧反应都会因缺氧而自行熄灭。 三、选择题（下列各题的备选答案中有一个或二个选项是正确的，请把正确答 案填在括号中。每小题2分，共12分） 1、正确的是 （ ） A ．点火源能量越高，爆炸极限范围越大，危险性越大 B ．惰气含量越高，爆炸极限范围越窄，危险性越小 C ．初温越高，爆炸极限范围越高，危险性越大 D ．压力越大，气体的爆炸极限越宽，危险性越大 2、下列有关气体可燃物扩散火焰高度的说法中，错误的是 （ ）A ．火焰高度随管内燃气流速的增大而升高 B ．火焰高度随管道直径的增大而升高 C ．火焰高度随环境氧含量的增大而升高 D ．火焰高度随可燃物完全燃烧空气需要量增大而升高 3、关于扩散燃烧时火焰锋面处可燃气和空气扩散速度说法正确的是 （ ）A ．火焰锋面处可燃气和空气的扩散速度相等 B ．火焰锋面处可燃气的扩散速度比空气的扩散速度大 C ．火焰锋面处可燃气的扩散速度比空气的扩散速度小 D ．火焰锋面处可燃气和空气按化学计量比扩散 4、下列有关可燃物自燃点和闪点排序正确的是 （ ）A ．乙烷的自燃点比乙醇的自燃点高 B ．正戊烷的闪点比异戊烷的闪点高 C ．乙醛的自燃点比乙醇高 D ．正戊醇的自燃点比异戊醇高 5、有关固体表面火焰传播速度关系的说法错误的是 （ ） A ．垂直向上燃烧的火焰传播速度比水平方向要快 B ．材料热惯性越高，火焰传播速度越快 C ．材料表面获得的辐射热越高，火焰传播速度越快 D ．环境温度越高，火焰传播速度越快 6、有关可燃混气的最小引燃能说法中错误的是 （ ）
内蒙古科技大学燃烧学历届考试试题
内蒙古科技大学2007/2008 学年第一学期 《燃烧理论与设备》考试试题B 课程号：070422-0 考试方式：闭卷 使用专业、年级：热动05－1,2,3,4, 任课教师：刘中兴 考试时间：备注： 一、名词解释（共10题，每题4分，共40分） 1.说明煤的化学组成以及各种组分的作用。 2.写出固体材料干燥成分的定义和表达式。 3.燃料在完全燃烧时的产物中有哪些主要成分？ 4. 链锁反应有哪几个基本步骤和基本类型？ 5. 什么是强迫着火？举出两个强迫着火的实例。 6. 什么是煤的高发热量和低发热量？。 7. 火焰传播的基本方式有哪几种？ 8. 说明预混火焰式煤气燃烧器的燃烧特点和安全特性。 9. 液体燃料燃烧有哪几种基本方式？ 10. 说明碳表面气固异相反应的五个步骤。 二、简述题（共2题，每题15分，共30分） 1.什么是化学反应速率？简述各种因素对化学反应速率的影响。 2.简述热力着火理论并分析说明散热强度对着火的影响。 三、问答与解释（共2题，每题6分，共12分） 1. 分析煤堆在煤场上日久后为什么容易自燃，提出防止自燃的措施。 2. 分析扩散火焰式燃烧器的下列现象： 管子横截面积越大，扩散火焰高度越高。 环境中氧浓度越低，扩散火焰高度越高。 四四、计算题（18分）（第一小题3分，2-4题每题5分）某厂加热炉采用混合煤气作为燃料，该炉子的热负荷为6980KW,混合煤气的成分见下表，
试计算： 1 该混合煤气的发热量时多少？ 2 每小时供应炉子多少立方米煤气？ 3 为保证完全燃烧，若要求空气消耗系数为1.05，每小时供应多少立方米空气？ 4 每小时理论废气量和实际废气量有多少？ （计算时忽略炉子的吸气和漏气，忽略空气中的水分） 计算中可能用到的资料： Q低＝4.187（3046×CO%+2580×H2%＋8550×CH4%+14100×C2H4%+5520×H2S%+….） L0=4.76〔0.5CO+0.5H2＋∑（n+m/4）CnH m+3/2H2S－O2〕×10-2 V0= [CO+H2＋∑（n+m/2）CnH m+2H2S+CO2+N2+H2O]/100+0.79L0 评分标准和答案 一、名词解释（共10题，每题4分，共40分） 1.说明煤的化学组成以及各种组分的作用。 ●各种煤都是由某些结构极其复杂的有机化合物组成的，有关这些化合物的 分子结构至今还不十分清楚。根据元素分析值，煤的主要可燃元素是碳，其次是氢，并含有少量的氧、氮、硫它们与碳和氢一起构成可燃化合物，称为煤的可燃质．除此之外，在煤中还或多或少地含有一些不可燃的矿物质灰分 (A)和水分(W)，称为煤的惰性质。 ●一般情况下，主要是根据煤中C、H、O、N、S诸元素的分析值及水分和 灰分的百分含量来了解该种煤的化学组成。 ●碳(c) ：碳是煤的主要可燃元素。它在燃烧时放出大量的热。煤的炭化程 度越高，含碳量就越大。 ●氢(H)：氢也是煤的主要可燃元素，它的发热量约为碳的三倍半，但它的 含量比碳小很多。当煤的炭化程度加深时．由于含氧量下降，氢的含量是逐渐增加的，并在含碳量为85％时达到最大值。以后在接近无烟煤时，氢的含量又随着炭化程度的提高而不断减少。
燃烧学第二章作业
旋流燃烧器混合特性实验方案设计 班级： 学号： 姓名：
如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气、炉膛内烟气。为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化）。
一：实验目的 为掌握燃烧器的燃烧特性， 需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化） 。 二：实验原理 由于本实验只需要求得混合后气体的成分比例，不要求混合后气体的浓度。因此，只需要根据热流密度守恒即可求得混合后气体成分的比例，而不需要以温度场模拟浓度场。 对于两股射流与高温烟气的混合问题，燃料气温度为T1，空气温度为T2，高温烟气温度为T3。对于炉膛空间中的任一点，假设其温度为Txy ，该点物质中来自燃料气的成分的质量分数为m1，来自空气的成分的质量分数为m2，来自高温烟气的成分的质量分数为m3。根据热流密度守恒，有： ???=++=++xy p p p p T c T m c T m c T m c m m m 3 33,222,111,3211 若假设三种气流p p p p c c c c ===3,2,1,，则上式可以简化为： ???=++=++xy T T m T m T m m m m 33221 13211 式中xy T T T T 、、、321为待测量，321m m m 、、为待求值。 由于未知数有3个而方程只有两个，故方程不封闭无法求解。故，实验中须改变321T T T 、、，测出两次不同温度下的xy T ，与上述两个方程组成封闭方程组如下： ??? ????=++=++=++''33'22'113322113211xy xy T T m T m T m T T m T m T m m m m 式中： 1m ——混合气体中来自燃料气的成分的质量分数； 2m ——混合气体中来自空气的成分的质量分数； 3m ——混合气体中来自高温烟气的成分的质量分数； 1T ——第一次输入的燃料气的温度；
燃烧学总复习 题
燃烧 1、着火是指：燃料和氧化剂混合后，由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程，最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。 2、热自燃孕育期即为着火延迟期：它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间，更确切的是在可燃物质已达到着火条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。 3、火焰传播是指：当混合气的某一局部点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层一层的着火燃烧，把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。 4、燃烧温度：燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热)，它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度，在高度方向和炉膛截面的不同处，其燃烧温度是不相同的；此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。 5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度)：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1，燃料和空气均可预热)。理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标，为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据，对于燃料与燃烧条件的选择，温度水平的估计和炉内换热计算，都有实际意义。 6、理论发热温度：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)，燃料和空气均不预热时，空气消耗系数为1时，炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。理论发热温度只和燃料性质有关，是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。 7、均相燃烧：燃料和氧化剂的物态相同，如气体燃料在空气中的燃烧，燃料和氧化剂都是气体，属于同相燃烧。 8、异相燃烧：燃料和氧化的物态不同，如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。 9、动力燃烧：燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，扩散性能远远超过化学反应性能，燃烧速度取决于化学反应性能，而与扩散性能无关。此时，扩散性能很强，燃料表面有足够的氧气，阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等，即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。 其主要影响因素是可燃物与氧的化学反应速度，化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关。对于锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。 10、扩散燃烧：燃料与氧化剂混合时间远大于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，化学反应性能远远超过扩散性能时，燃烧速度取决于扩散性能，而与化学反应能力无关，化学反应能力很强，只要氧气扩散到燃料表面，就能立即燃烧掉，阻碍燃烧的是氧气供给不足。如气体燃料与空气分别由两个喷口进入燃烧室的燃烧过程和大颗粒煤的燃烧过程。对于扩散燃烧，对其燃烧进行强化的主要方法是加强燃料与空气的混合，其次是提高二者的温度等。 11、何为阿累尼乌斯定律？何为活化能E？活化能与何因素有关？
工程燃烧学试卷
工程燃烧学试卷 第 1 页共 2 页 一、名词解释(每小题2.5分，共10分) 1、着火热 2、绝热火焰温度 3、层流燃烧 4、反应焓 焓 二、填空题(每小题4分，共20分) 1、燃烧过程的特点:1) ;2) 2、盖斯定律指的是 3、化学反应速率指的是 4、活化能E指的是 、煤的可磨性系数指的是: 5 三、单项选择题(3分/每小题，共30分) 1、“一定体积的气体的摩尔数与其压力成正比”，气体压力,,,时该结论成立。 A:小于1MPa; B,5MPa; C:大于15MPa 2、可以用质量作用定律来描述反应速率的化学反应是:,,,,, A:基元反应; B:分支反应; C:燃烧反应 3、对总体反应而言，当反应物浓度增加而反应速度却降低时，则反应的级数是:, 第 2 页共 2 页 A:分数; B:负数; C:小数; 4、阿累尼乌斯公式不适用的化学反应是:,,,,,, A:催化反应; B:多相反应; C:链式反应;
5、根据谢苗诺夫热自燃理论，装有可燃气体的容器越大，可燃气体,,,, A:越不容易着火; B:越容易着火; C:温度越高; 6、根据链式自燃理论，使反应自动加速直至着火的主要原因是:,,,,, A:活化中心的不断积累; B:热量的不断积累; C:反应物浓度的不断积累; 7、民用燃气灶具不能混用燃气的原因是:,,,,,,, A:不同燃气具有不同的输送方式; B:不同燃气具有不同的物性参数; C:不同燃气具有不同的火焰传播速度; 8、混合气体层流火焰传播速度的最大值出现在:,,,,,, A:过剩空气系数略大于1(贫燃料); B:过剩空气系数略小于1(富燃料); C:过剩空气系数等于1; 9、湍流火焰传播速度高于层流火焰传播速度的主要原因是:,,,,, A:湍流的速度分布比层流的速度分布更均匀。 B:湍流火焰的流动速度更快; C:湍流火焰的峰面的面积更大; 10、在碳氢化合物燃烧过程中，1kg空气参与燃烧后，大约能放出:,,, A:3200 kJ热量; B:32000 kJ热量; C:320 kJ热量; 四、、问答题(共40分) 1、简要分析热力着火及链式分支链锁着火机理的区别,(10分) 答: 2、试述回流区稳焰的基本原理(10分) 3、在煤粉锅炉燃烧过程中，为什么必须采用热风输送煤粉才能保证煤粉的着火,而其它燃煤锅炉(如层燃锅炉或流化床锅炉)则没有这一要求,试从燃料着火理论分析它们着火的差异。 (20分)
燃烧学2章作业
2.1 1）挥发分容易析出，可燃混合物浓度达到贫油限发生自燃；2）挥发分析出，可燃混合物浓度慢慢增大最后达到贫油限发生自燃；3）煤粉的散热量大于化学反应放热量，可防止自燃；4）挥发分不易析出，难以与空气接触，可防止自燃。 2.3 在150℃时，磨煤机内小部分煤粉通过热风加热不断积累热量最终达到着火温度发生自燃，显暗红灼热。但煤粉自燃的放热量通过热风被及时地带出磨煤机，自燃煤粉的放热量远小于其对外的散热量，因此远离自燃煤粉的地方温度迅速下降，局部火焰不能传播到整个可燃物内，不会发生爆炸。 2.4 过量空气系数过大，煤粉浓度过小，着火温度较高，作为一次风的气体量减小而煤粉浓度较高，着火温度降低，同时又减少了乏气带走的热量，减少了着火所需热量，又由于颗粒间相互影响加强可使着火温度进一步降低，有利于煤粉着火。 2.5 高原氧气稀薄，燃料浓度过高，偏离化学反应当量比，需要更高的点火能，冬天气温低，可燃混合物着火浓度界限变小，所以发动机难以发动。 2.6 低负荷时，进入炉内的燃料量较少，燃料燃烧的放热量减少，致使烟气和炉膛温度降低，同时烟气回流量减少，煤粉着火变得困难，同时，炉膛温度较低，煤粒临界直径较大，小颗粒煤粉容易熄火，影响着火稳定性。
2.8 1，2，4，10不利 3，5，6，7，8，9有利 习题 1、热自燃着火机理是什么？ 2、热自燃着火条件是什么？ 3、着火温度表达式是什么，自燃着火温度是否一物理化学常数？何故？ 4、当p、T0、a、S/V及X A变化时着火温度的变化趋势如何？何故？ 5、由于Ti≈T0是否说明在任何T0下均能热自燃？何故？ 6、防止自燃的措施有哪些？ 7、对一定的可燃混合气，在一定的X f下，当保持P不变，随着aS/V 的增加，Tc亦将如何变化，而当保持Tc不变，为何随着aS/V的增加，Pc 将如何变化？ 8、点燃与自燃的区别何在？常用点燃方法有哪几种？ 9、着火温度与点火温度的概念有何联系与区别？ 10、说明炽热物体点燃的条件。 11、什么是最小点火能量？ 12、何谓均相燃烧？何谓非均相燃烧？其过程和燃烧速度的影响因素有何不同？ 13、何谓动力燃烧？何谓扩散燃烧？其燃烧速度的影响因素和强化途径有何不同？
燃烧学习题答案
1.解释下列基本概念: (1)燃烧：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、发光或发烟的现 象。 (2)火 灾：在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟：由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒，这时即形成“烟”。 (4)热容：在没有相变化和化学变化的条件下，一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热：在和指定温度下，1mol 某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么它有哪些特征举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是：放热、发光、发烟、伴有火焰。 3. 如何正确理解燃烧的条件根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法 可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素，要发生燃烧燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。 根据燃烧条件，可以提出以下防火和灭火的方法： 防火方法：1．控制可燃物；2．隔绝空气；3．消除点火源 灭火方法：1．隔离法2．窒息法3．冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用其危害性主要体现在哪几个方面 除了CO2和H2O 外，烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面：1）毒害性；2）减光性3）爆炸性 9.试求出在p ＝1atm 、T=273K 下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。 3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、%、%、%、%，问在p ＝1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少 3 22 ,0,045.4104.22323746124676.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??-+?=??-++?== -- kg m H W V N S C V V V V V air O H N SO CO yq /18.5100624.221009184.2245.479.01002284.2210046124.2210024.22100184.2279.0100284.22100324.22100124.223,0,0,0,02222=?+?+?+?+?=?+?++?+?+?= +++= 11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。(空气消耗系数数取
燃烧学导论第二版第二章作业答案
根据定义:ST O IC H A C T U A L A /F |A /F |F = 化学当量反应: 38222 2 2 C H a(O 3.76N )3CO 4H O 3.76aN ++?+ air Stoich fuel M W A /F | 4.76a ( )M W = a x y /4=+ (x=3, y=8，所以a=5) 6.15096 .4485.28) 5(76.4)( 76.4|/===fuel air Stoich MW MW a F A 当量比:87.00 .186.15|/|/== =ΦACTUAL STOICH F A F A
化学当量反应：81822C H a (O 3.76N )products ++ a=x+y/4=8+18/4=12.5 products N O H C →++22188475.12)1( 1 kmol C8H18 与１２．５ｋｍｏｌＯ２和４７ｋｍｏｌＮ２混合 （a ） 818 228180 00 f ,C H f ,O f ,N C H H (1)h 12.5h 47h (J /kmol )=++ 2o f ,O h 0= 2o f ,N h 0= f ,C8H18h ?=（５１１页，表Ｂ．２） 02341 f ,C 8H 18123456h 4184(a a /2a /3a /4a a ) T K q q q q q q -=+++-+=（）/1000 可以算出（２９８Ｋ时）：0 f ,C8H18h 224,109kJ /kmol =- )/(109,224)0(47)0(5.12)109,224)(1(18 8H C kmol J H -=++-= （b ）１ｋｍｏｌ混合物中有多少ｍｏｌ异辛烷？多少ｍｏｌ氧气？多少ｍｏｌ氮气？ 0165.0)475.121/(1188=++=H C x 2066.0)475.121/(5.122=++=O x 7769.0)475.121/(472=++=N x 每１ｋｍｏｌ混合物的焓：0 mix i f ,i i h x h = ? ; i i to t x N /N = mix kmol kJ h mix --=++-=/3700)0(7769.0)0(2066.0)109,224(0165.0 c) １ｋｍｏｌ混合物有多少千克？（=混合物的分子量乘以１ｋｍｏｌ／１０００，数值上等于分子量） mix mix mix h h /MW = 260.30)014.28(7769.0)999.31(2066.0)23.114(0165.0=++== ∑i i mix MW x MW mix 3700h 122.27kJ /kg 30.260 -= =-
燃烧学——第4章作业
1.计算丁烷在空气中的理论最大爆炸压力。（初始温度25℃，初始压力0.1MPa, 爆炸温度 1900℃） 2.某容器中含甲烷5%，乙烷2%，氧气21%，氮气67%，二氧化碳5%（体积百分比）。 初始温度25℃，初始压力0.1MPa, 爆炸温度1200℃，计算爆炸压力。 3.已知乙烷爆炸下限为3%，摩尔燃烧热为1426.6kJ，丙烷的摩尔燃烧热为2041.9kJ，求 丙烷的爆炸下限. 4.某煤气的组成为：CO 10%、氢气45%、甲烷30%、氮气11%、二氧化碳2%、氧气2%。 将1m3该煤气与19m3空气混合，遇明火是否爆炸？ 5.一混合气体中含乙烷1%、丁烷C4H101.4%，其余为空气，该混合气体遇明火是否有爆炸 危险？（乙烷和丁烷在空气中的爆炸上限分别为12.5%、8.5%，下限分别为3.0%、1.5%）6.图为可燃气体—氧气—氮气体系的爆炸极限图。 极限。（2）说明A点和B点两种气体的爆炸危险 状态。（3）在图中分别标出当气体A和气体B泄 漏到空气中，新的混合气的移动路线，并说明其 爆炸危险状态的变化情况。（4）在图中标出完全 惰化区。 7.预混可燃气燃烧波的传播存在哪两种方式?各有 什么特点? 8.什么叫做火焰前沿?火焰前沿有什么特点?预混可 燃气中火焰传播的机理是什么? 9.影响层流预混火焰传播速度的因素主要有哪些? 10.简述可燃气体爆炸参数及测量方法. 11.爆炸极限主要受哪些因素影响? 12.简述爆轰的发生过程，并说明其本质是什么? 13.形成爆轰要具备哪些条件? 14.预防和控制可燃气体爆炸的方法有哪些? 15.主要有哪些阻火隔爆装置?什么叫做消焰径?金属网阻火器的工作原理是什么？ 16..什么叫做湍流燃烧?揣流燃烧有什么特点？其速度为什么比层流燃烧的速度快? 17.在扩散火焰中，气流速度和管子横截面积是如何影响火焰高度的?为什么? 18.为什么lmol可燃气完全燃烧所需氧气摩尔数越大，扩散火焰高度越高?为什么环境中氧 浓度越低，扩散火焰高度越高?
燃烧学习题答案
祝！各位同学考试顺利，新年快乐！ 《燃烧学》复习题参考答案集 2009 / 1 / 9 第一章化学热力学与化学反应动力学基础 1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 我国目前的能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，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乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把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 从目前状况看，煤炭仍然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例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，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、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。 电力市场现状： 2008年10月份，中国电力工业出现4.65％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。 走势分析 2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。 电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。 结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。 燃烧科学的发展前景 燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。 我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。 燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展
燃烧学习题答案
燃烧学习题答案： 第一章 1.解释下列基本概念: (1)燃烧：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、发光或发烟的现象。 (2)火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟：由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒，这时即形成“烟”。 (4)热容：在没有相变化和化学变化的条件下，一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热：在和指定温度下，1mol某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是：放热、发光、发烟、伴有火焰。
3. 如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法? 可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素，要发生燃烧燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。 根据燃烧条件，可以提出以下防火和灭火的方法： 防火方法：1．控制可燃物；2．隔绝空气；3．消除点火源 灭火方法：1．隔离法2．窒息法3．冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用?其危害性主要体现在哪几个方面? 除了CO2和H2O 外，烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面：1）毒害性；2）减光性3）爆炸性 9.试求出在p ＝1atm 、T=273K 下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论 空气量。3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、%、%、%、%，问在p ＝1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少?