燃烧学思考题2011
燃烧学思考题
燃烧学思考题第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。
燃烧学习题答案
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。
上海理工大学燃烧学思考题及答案
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，而且会生成等污染物；硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成等有害污染物。
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。
工程燃烧学 复习思考题(10111)
工程燃烧学复习思考题1、自然界有哪几种能量形式？说明自然界的太阳能转变为其他能量形式的过程和热力发电厂中能量的转化过程？机械能（位能、动能）、电能、化学能、热能（温度）、风能（速度）、光能（强度）、声能、核能、生物质能核能→太阳能→生物质能（光合作用）; 矿物质的（煤、油、天然气）的化学能; 空气密度变化→空气流动→风能; 水蒸气升高→空气运动→雨落下→高位水流动→水力能; 加热各种物质（水）→热能; 半导体光电效应→电能（光电效应）燃烧传热发电厂中，煤、油、天然气的化学能-------→烟气的热能-------→工质的内能--- 流动冲击空气炉内电磁感应在炉内------→工质的动能-------→叶片的动能-------→电能喷管叶轮发电机2、热能利用主要表现在哪些方面？常用热能利用设备的种类和特点？通常对一个燃烧器和燃烧室各有哪些具体要求？热能的利用——燃料得化学能（煤、石油、天然气）--------------→高温烟气的热能------→蒸汽 ------→能—机械能---电能------→生产（蒸煮、加热、干燥、漂洗、反应、保温）采暖通风、制冷、生活用气。
燃烧室的基本要求：①燃烧效率高——完全燃烧程度、取决于燃料、燃烧方式、燃烧过程组织管理。
②燃烧强度大——单位时间、空间、面积上的燃烧量，结构空间小、耗材少。
③燃烧稳定性好——火焰正常着火、传播、稳定燃烧、不产生脱火、回火、超温、冲墙等。
④燃烧污染少——不产生SO2、NOx粉尘和碳黑，与燃料种类、燃烧方式、末部烟气处理有关。
燃烧器基本要求：1）能够实现良好的混合（速差、相交、旋转）对重油、油渣、煤灰、水煤浆尤为重要。
2）点火容易，火焰稳定（点火环多头交叉，稳焰罩）3）结构紧凑，重量轻，安装操作方便3、何谓燃料的燃烧？完全燃烧所需要条件？气、液、固三种燃料的燃烧过程燃烧和特点？工程燃烧过程中主要存在的问题和解决的途径？工程燃烧重点研究课题有哪些？燃烧——是一种复杂的物理化学过程，其本质是燃料与氧化剂发生剧烈发光发热反应。
练习题与思考题练习题与思考题（以2011春季学期期末考核
练习题与思考题（以2011春季学期期末考核为例）第一章绪论1、常规能源与新能源的辨析。
2、一次能源与二次能源怎么区别?3、举例说明一次能源。
4、核能在中国是否为新能源？5、天然气、煤炭、地热、生物质、太阳能等哪些能源可以作为终端能源使用？6、核能、可燃冰是否为清洁能源？7、钠/铜/镁在氯气中的剧烈反应、氢气与氯气的反应、燃放烟花爆竹是否为燃烧？8、将图1-2中装有预混可燃气体的瓶子瓶口向上，火焰传播方向会怎样变化，传播速度会变化吗？把瓶子立在90℃的水中传播速度会变化吗？9、粗细不同而长度一样的蜡烛燃尽时间一样吗，为什么？10、结合蜡烛燃烧火焰的分析如何判断蜡烛(燃烧)质量？11、试分析蜡烛芯对蜡烛燃烧的影响？12、蜡烛火焰的结构及温度大小？第二章燃料1.什么是燃料，它应具备哪些基本要求？2.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分？3.什么是煤的元素分析和工业分析？4.什么是燃料的发热量？弹筒发热量、高位发热量、低位发热量？5.煤中各元素对燃烧的影响如何？6.煤的各种分析基准，符号以及换算？7.为什么要对煤进行工业分析？8.如何进行挥发分测定？煤中的挥发分是定值还是变值？9.煤灰在变形温度、软化温度和流动温度下有什么特征？10.何为煤的高位发热量和低位发热量？工业应用中一般利用哪一种发热量？11.VAWST代表什么？12.工业锅炉行业煤主要以什么指标进行分类？练习题1、查阅资料，自己找出一种固体燃料，给出元素分析成分和工业分析成分，根据不同基准之间相互换算的原则，将该燃料的元素分析成分由一种基准变换到另一种基准。
2、查阅资料，详细说明影响灰的结渣温度和结渣状态的主要因素有哪些？第三章燃烧计算思考题1.何为煤的理论燃烧温度？2.煤的理论燃烧温度主要有那些量决定？3.煤的低位发热量、过量空气系数、空气中的氧浓度、以及煤和空气的温度对煤的理论燃烧温度有什么影响？第四章（a燃烧热力学）1、燃烧学中如何应用热力学第一定律——计算热效应，反应前后的绝对焓（总焓）相等，计算绝热燃烧温度2、燃烧学中如何应用热力学第二定律——采用熵函数判断燃烧化学反应的方向和化学反应的平衡条件。
思考题-燃烧学
1） ， ；2） ， ；3） ， ， ；
2．对于反应速率表到式 ，式中M表示混合物的所有成分，则：
1）该反应的反应级数为多少？
2）试阐明反应速率是如何依赖于压力的。
3．对于一个二级反应，若两个参加反应的反应物分别为 和 ，其初始浓度不相等，分别为 和 ，反应过程中两者消耗的浓度相等，均为 ，反应过程中的瞬时浓度分别为 和 ，试确定该二级反应的半衰期的表达式 ；，并分析影响半衰期的因素。
4．设某一反应当温度由400℃增至410℃时，反应速率将增加至原来的e（e=2.718）倍，试计算出该反应的活化能Ea，并简要数码反应活化能的物理意义及其影响因素。
5．对于反应序列：
1）写出N2O5、NO2、N2O3、O2、O3浓度变化的方程；
2）假定组分NO2和NO3处于稳定状态，求出它们的浓度；
3）就NO的生成速率而言，稳定假设的结果意味着什么？
6．如三级反应 的反应速率为：
而且反应物A和B中均无惰性气体，试说明反应物A的相对浓度Ai对反应速率的影响情况，定性画出变化曲线（若反应过程中温度与压力保持不变），并求出反应速率达到最大值时的相对浓度Ai。
7.在低压下，如假设没有壁面反应，则 的反应可以认为是按下面的机理进行的：
8.在火箭的燃烧室内含有H原子和OH游基，其浓度为： ，温度为3000K，总的气体浓度为： ，若这些气体是在1000K的温度下从燃烧室排出，此时H2O基本上不离解，密度是燃烧室内气体密度的1/40，若排气以3048m/s的速度流动，试计算在下游中多远地方能测出H和OH已有99%再化合。假设除 外（ ），不考虑其他的再化合反应。
燃烧热的测定思考题 (2)
燃烧热的测定思考题1. 燃烧热的定义燃烧热是指物质完全燃烧产生的热量，它是一种宏观物理性质，用于衡量燃烧反应的放热程度。
燃烧热的单位通常为焦耳/摩尔（J/mol）或千焦/摩尔（kJ/mol）。
2. 燃烧热的测定方法2.1 火焰燃烧法火焰燃烧法是测定燃烧热的常用方法之一。
该方法的基本原理是将待测物质燃烧，并将产生的热量传递给测量装置，在装置中观察温度变化，并计算燃烧产生的热量。
在实际操作中，可以使用热量计（例如：热效应仪）来测定燃烧热。
首先，将待测物质放入燃烧器中，在燃烧时产生的热量会加热燃烧器，并通过热传导传递给热量计。
热量计中的水会因燃烧产生的热量而升温，通过测量水温的变化，可以计算出燃烧热的大小。
2.2 弹性悬浮热量计法弹性悬浮热量计法是另一种常用的测定燃烧热的方法。
该方法基于测量被测物质在燃烧过程中产生的气体所产生的压力变化，并根据热力学原理计算燃烧热。
在实际操作中，可以使用弹性悬浮热量计来测定燃烧热。
该装置由热效应器和悬浮装置组成。
首先，将待测物质放入热效应器中，在燃烧时，产生的气体会推动活塞上升，产生一个悬浮力。
通过测量活塞上升的高度，可以计算出燃烧热的大小。
3. 燃烧热的影响因素燃烧热的大小受到多个因素的影响，以下是一些常见的影响因素：3.1 反应物的摩尔比燃烧热与反应物的摩尔比有关。
当反应物的摩尔比发生变化时，燃烧反应的放热量也会发生变化。
通常情况下，摩尔比与燃烧热呈正比关系。
3.2 化学键的强度化学键的强度影响着反应的放热量。
当存在能量较高的反应物键或能量较低的生成物键时，反应的放热量会较大。
3.3 反应物的物理状态反应物的物理状态也会对燃烧热产生影响。
通常情况下，气态反应物的燃烧热更高，而固态反应物的燃烧热较低。
总结燃烧热是描述物质燃烧放热程度的物理量。
常用的燃烧热测定方法包括火焰燃烧法和弹性悬浮热量计法。
燃烧热的大小受到多个因素的影响，包括反应物的摩尔比、化学键的强度和反应物的物理状态。
燃烧理论思考题
《燃烧工程》思考题第一章煤的基本性质第一节煤的成分与表示方法1.煤中的主要成分是什么？其中的有机可燃质主要包括什么？2.收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基成分的表示方法？3.不同基煤的成分换算关系如何？第二节煤的分析1.煤的元素分析和工业分析分别分析什么？2.为什么要对煤进行工业分析？3.如何进行挥发分测定？煤中的挥发分是定值还是变值？4.煤灰在变形温度、软化温度和流动温度下有什么特征？5.何为煤的高位发热量和低位发热量？工业应用中一般利用哪一种发热量？6.不同基之间的发热量如何进行转换第三节煤的分类1.根据煤的碳化程度可将其分为几类？他们分别是什么？2.烟煤、无烟煤的最大特点是什么？3.V AWST代表什么？其高、中、低值如何区分？4.工业锅炉行业煤主要以什么指标进行分类？第四节煤的理论燃烧温度1.何为煤的理论燃烧温度？2.煤的理论燃烧温度主要有那些量决定？3.煤的低位发热量、过量空气系数、空气中的氧浓度、以及煤和空气的温度对煤的理论燃烧温度有什么影响？第二章煤燃烧化学反应动力学基础第一节化学反应的分类1.什么是简单反应、复杂反应、可逆反应、平行反应、串联反应、链锁反应？第二节化学反应速率及其方程式1.什么是质量作用定律？它的使用范围？第三节反应级数1.什么是反应级数？什么是零级反应、一级反应、二级反应、三级反应？2.一级反应、二级反应的速率方程？一级、二级反应的特点？3.反应级数与反应分子数有什么不同？第四节阿累尼乌斯定律及活化能1.常见的反应速率与温度关系的五种类型？2.什么是阿类尼乌斯定律？它的使用范围？3.什么是活化分子？活化能？活化能的大小说明了什么？第五节反应速率的理论1.什么是碰撞频率、有效碰撞频率、有效碰撞份额？2.什么是活化络合物？第六节影响化学反应速率的因素1.活化能的大小对化学反应速率有何影响？2.温度对化学反应速率有何影响？3.反应物浓度对化学反应速率有何影响？4.压力对化学反应速率有何影响？第七节链锁反应1.简述链锁反应过程的三个阶段。
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《燃烧学》思考题
第二章、燃料
1.燃料的元素分析组成，表示和各个基准之间的换算。
2.煤的工业分析成分组成、表示和换算。
3.煤的挥发分的主要成分构成，挥发分的产率受哪些因素影响。
4.煤的元素分析和工业分析成分，即煤质特性对燃烧过程影响的一般规律。
5.灰熔点温度和测量。
灰熔点的影响因素有哪些？
6.燃料的发热量、高位发热量和低位发热量？
7.常见动力用煤的分类和各类动力用煤的特征。
8.煤的可磨性系数、磨损指数、标准燃料和折算成份？
9.各种特种分析方法的用途是什么？
10.液体燃料的粘度、闪点、燃点、凝固点和相对密度。
第三章、燃烧化学基础
11.化合物的生成焓和反应焓？如何计算化合物的生成焓和反应焓？
12.基尔霍夫定律，盖斯求和定律和拉瓦锡-拉普拉斯定律。
13.理论燃烧温度、燃烧热，求解非离解条件下的理论燃烧温度。
14.基元反应、复杂反应，典型复杂反应的化学反应速率如何计算？
15.应用质量作用定律和阿累尼乌斯定律进行化学反应速率的计算。
16.活化能、反应级数，一级、二级反应的特点是什么？
17.燃烧的链锁反应，直链和分支链锁反应的主要历程。
第四章、燃烧物理学基础
18.Fick扩散定律。
19.一维扩散方程的推导。
20.混气密度、组分密度、质量相对浓度、摩尔相对浓度的定义及其计算。
21.无量纲准则数：Le、Sc的表达式和物理意义。
22.等温直流自由射流、旋转射流的特点，对着火和燃烧过程的影响。
第五章、气体燃料的燃烧
23.绝热条件下自燃过程的温度、浓度随时间的变化特征。
24.用谢苗诺夫的非稳态热力着火理论分析热力着火中的自燃现象。
25.用点燃条件下的零值梯度理论分析点燃现象。
26.着火感应期
27.燃料的可燃界限，影响燃料可燃界限的因素有哪些？
28.层流和湍流的火焰传播速度，火焰锋面厚度。
29.推导层流火焰传播速度。
30.影响层流火焰传播速度的因素有哪些，影响规律如何？
31.运用层流火焰传播理论分析层流火焰传播的稳定性。
32.湍流火焰的分类和湍流火焰的特点。
33.影响湍流火焰传播速度的因素。
34.应用火焰稳定的均匀搅混热平衡原理和传热原理分析湍流火焰的稳定性。
35.试述预混火焰和扩散火焰的各自特点。
36.试述工程上稳定火焰的措施。
第六章、液体燃料的燃烧
37.液体燃料燃烧的特点。
38.斯蒂芬流的含义，蒸发和碳燃烧时的斯蒂芬流。
39.单颗粒蒸发过程的特点和影响单颗粒蒸发的因素分析。
40.推导忽略Stefan流的液滴燃烧的直径平方线性定律。
41.索太尔当量直径、流量密度、扩散角，颗粒破碎定律。
42.油雾燃烧的雾化原理，常见的雾化方式。
第七章、固体燃料的燃烧
43.碳与氧的异相反应化学过程。
44.碳燃烧的反应速率，推导单颗粒纯碳燃烧的计算模型。
45.碳的控制燃烧区的概念及其燃烧速度的表现特点。
46.谢苗诺夫准则的物理意义，应用谢苗诺夫准则计算碳燃烧控制区。
47.推导单颗粒纯碳燃尽时间的计算模型。
48.在各个控制燃烧区，碳粒燃尽时间的计算公式有何特点？
49.煤的热解分类和主要历程。
50.何谓煤粉燃烧中的一次风、二次风和着火热？一次风和二次风各自的作用是什么？
51.根据一元系统燃烧的热工况分析，试述组织煤粉气流燃烧的配风原则。
52.如何强化煤粉气流的着火稳定性？
53.煤粉燃烧的结渣是什么原因？有何规律？如何防止？
54.影响煤粉颗粒燃尽的因素有哪些？如何强化煤粉颗粒的燃尽？
55.试述直流煤粉燃烧的着火过程。
56.试述旋转煤粉燃烧的着火过程。
第七章、大区污染物的形成与防治
57.大气污染物质主要有哪些？
58.煤粉燃烧过程中NOx生成有几种形式，主要成分是什么？
59.热力型NOx生成的泽尔多维奇机理。
影响热力型NOx生成的因素，控制热力型NO的方法。
60.煤粉中燃料型NOx的形成机理。
燃料型NOx与温度、燃料含氮量、过量空气系数的关系及
抑制方法。