《燃烧学》总复习提纲

《燃烧学》总复习提纲

考虑到课程的难度，现将复习提纲发给大家，希望大家按提纲好好复习。一句话与大家共勉：一分耕耘一分收获，学好知识才是王道。

另外，请大家在考试之前把作业和实验报告交上来，以便统计平时成绩，谢谢！

一、名词解释（20选10）

1、化学当量比

2、空燃比

3、燃烧焓

4、平衡常数

5、等压绝热火焰温度

6、活化能

7、化学反应速率常数

8、化学反应速率

9、基元反应

10、链锁反应

11、层流火焰传播速度

12、湍流火焰传播速度

13、邓克尔Damkohler数

14、扩散燃烧

15、动力扩散燃烧

16、斯蒂芬stefan流

17、费克扩散定律

18、可燃极限 19、蒸发常数k 20、淬熄距离

二．简答题（20选8，简单请尽量详细） 1、 试说明等压绝热火焰温度计算过程

2、 什么是离解？试说明离解对火焰温度的影响？

3、 试说明温度与压力对化学平衡的影响？

4、 试说明反应级数、质量作用定律、反应分子数间的关系

5、 试说明准稳态假设的思想，及其意义。

6、

某一反应

F O =c a b +，其反应速度可以表示成

d [F ][F ][O ]

e x p (/)dt

a

b

A E R T =-或d[F]ln(

)ln ln[F]ln[O ]dt E

A a b R T

=++-，试设

计实验求解该反应的反应级数a,b 以及活化能E 。

提示：进行单因素实验，改变某个变量，比如改变反应物浓度[F]，测量其反应速率

d[F]dt

，将这些测量结果画在图上(

d[F]dt

~[F])，

其斜率即为反应物的反应级数b 。其他以此类推。 7、

试举例说明如何通过实验获取反应的表观活化能。

提示：比如第6题，或热重试验。 8、

试说明多组分反应流体一维流动守恒方程各符号、各项的物理

意义。

+=+u S t x x x φφ

ρφρφφ

????Γ???? ④

①

②

③

（）（）（）

9、 已知层流预混火焰传播速度计算公式：0.5

(2

)

T

L

f D S R R

ρ=, 试证明

层流预混火焰传播速度与压力之间服从如下关系：

(2)/2

,n l S p

n -∝为反应级数

10、 试说明层流火焰传播速度计算中分区思想，及其给求解问题带来的方便。

11、 试说明影响层流预混火焰传播速度的因素 12、 有哪些着火理论或模型？

13、 试说明连锁反应理论的思想（三个阶段），以及发生爆炸的临界条件。

14、 在讨论热自燃机理时，作如下假设：

① 体积为V , 表面积为S ；

② 内部气体温度为T,且各处均相同；

③ 内部无对流，容器与环境存在对流换热，对流换热系数保持不变；

④ 着火前后物质浓度变化很小。

试说明所做假设给处理问题时带来的便利与不足。

15、 试用热自燃理论解释可燃极限随压力与温度的变化关系。 16、 试解释防回火网能阻止火焰传播的原理 17、 试说明三类不同湍流预混火焰模型的划分原则 18、 试说明影响湍流火焰传播速度的因素

19、 试用图描述层流同心射流火焰的火焰结构，即氧化剂浓度、燃料浓度、燃烧产物的浓度分布。

20、 试解释层流扩散火焰锋面上氧化剂与燃料浓度都为零，及火焰锋面为化学当量比为1的点构成。

三、计算题

说明：计算题带有拔高性质，不会全出原题，题型在如下5类中选择，在充分理解的基础上，举一反三，领会所选公式的物理意义，尤其是各个物性参数的理解与选择。

1. 混合物分子量、质量分数、摩尔分数、摩尔浓度（kmol/kmol ）、质量浓度（kg/m 3）的计算。可供选用的公式有（注意各量的单位）：

摩尔分数：1

1

i

i

i

N

N

i

i

i i p n x p n

===

=

∑

∑

摩尔分数转换成质量分数：i i i

m ix

x M Y M

=

混合物分子量：1

1

1

N

i

i

N

i m ix

i

i

N

i i

i n M

M x M n

====

=

∑∑∑

摩尔浓度与压力关系：

3

3

[]km ol/m ,8.134kJ/(km ol.k)[]kg/m ,8.134kJ/(km ol.k)

i i u u i i u u x p x R R T x p x R R T

M ===

=

质量浓度与摩尔浓度转化：[]i i i x M ρ=

例如：1） N 2和Ar 的气体混合物，其中N 2物质的量是Ar 的3倍。求氮气和Ar 的摩尔分数、混合物的摩尔质量、N 2和Ar 的质量分数、N 2的浓度（单位取kmol/m 3, 温度为500K ，压力为250Kpa ，氩气分子量39.948，氮气分子量28）

2）习题4.1：试求在400K,1atm 下具有相同摩尔分数的氧气和氮气组成的混合物的密度和浓度，以及O2和N2的质量分数。

3）例题1.3

2、等压绝热火焰温度的计算。

例如：1) 参见例题1.5，例题1.8第一问，习题1.4。

2) 计算1个大气压下，化学当量比为0.9的乙炔空气等压绝热火焰温度，空气温度预热到800K 。

表 部分物性数据

3、化学平衡的计算。可供选用的公式有（注意各量的单位）：

对于反应A B C D a b c d ??→++←??

其浓度平衡常数[][][][]

c d c a

b

C D K A B =

其压力平衡常数()

()

(

)

()

c d

c d a b c d a b C D p

c u a

b A

B

x x P K K R T x x

P +--+--=

=

例如：1）针对平衡反映：CO 2 =CO+0.5O 2，压力为10atm ，温度为3000 K ，CO 2,CO 和O 2混合物的平衡摩尔数分别为0.6783，0.2144，0.1072。求此时的平衡常数K p 。

2）温度为2500K ，压力为20atm 的离解反应O 2=2O ，试计算最终的O 2和O 的摩尔分数通用气体常数 (R u =8134kJ/(kmol.K))，可以选择的公式有：

对于反应A B C D a b c d ??→++←??

其浓度平衡常数[][][][]

c d c a

b

C D K A B =

其压力平衡常数()

()

(

)

()

c d

c d a b c d a b C D p

c u a

b A

B

x x P K K R T x x

P +--+--=

=

4、火焰稳定条件的应用。

例如：1）丙烷-空气预混气体从圆形喷嘴喷出，各处速度均为75cm/s ，其层流火焰速度为35cm/s ，在出口点燃火焰，请问火焰弹锥顶角是多少?什么原理决定了锥顶角大小。

5、液体寿命的计算。可供选用的公式有（注意各量的单位）：

质量蒸发速率：''ln(1)g g

s D m B R

ρ=

+

kg/m 2s

传输数：,,,,,,,()

1p g s f s f T s

f s f g

f s

c T T w w B h w ηη∞∞--=-=

=-=

-

蒸发常数：,88ln(1)ln(1)g g

g

evap l

l p g

D k B B C ρλρρ=-

+=-

+

气体密度：u P R T

M ρ

=

kg/m 3

通用气体常数 R u =8.134 kJ/(kmol.K)

1）书上例10.2和10.3 2）书第10章作业第2题