哈工大燃烧学
哈工大轮机工程专业本科生培养方案
哈工大轮机工程专业本科生培养方案一、培养目标本专业是面向生产企业、管理机构、大专院校与科研院所，立足于船舶工业、海洋工程与海军装备，以宽方向、厚基础为培养特色，培养具备现代轮机工程基础理论和专业知识，技术全面、富于创新，能在国防和国民经济相关部门从事轮机工程领域的研究、设计、管理、检验和监造，符合国家需要、推动社会进步的、具有综合能力的复合型人才。
二、基本要求本专业培养集轮机工程设计、制造、生产管理以及计算机应用能力为一体的宽口径专业。
本专业学生主要学习“自然科学基础课”（包括数学、物理、化学），“人文基础课”（包括外语、政治、体育及部分经济、哲学等），“技术科学基础课”（包括理论力学、材料力学、电工技术、工程图学、计算实用基础、高级语言程序等），“专业技术基础课”（包括轮机流体力学、轮机热工基础等），“专业课”（包括船舶动力装置、轮机燃烧学、船舶柴油机、船舶辅机、轮机自动化、轮机建造技术基础、船舶电气设备及系统等）。
本专业强调学生动手能力与创新能力的培养，要求学生在认真完成必修课程学习的基础上，重视实践、实习、设计与软件开发等实践性环节与能力的训练与培养。
本专业毕业生应具备以下几方面的知识和能力：1、有坚实的自然科学基础，较好的人文艺术和社会科学基础，较好的语言与文字表达能力。
2、有较好的计算机与外语应用能力。
系统地掌握本专业领域必须的宽广的技术基础知识，包括工程图学、力学、材料学、计算机基础以及文献检索等。
3、较好地掌握轮机性能分析、轮机结构设计、轮机建造、轮机企业生产规划与管理以及生产过程信息化等领域的专业知识了解本专业学科的前沿与发展。
4、在本专业领域具有较强的分析和解决问题的能力，具有从事相关的科学研究、科技开发和组织管理的能力。
三、修业年限及授予学位本专业学制为四年，授予工学学士学位，学分181学分。
四、主要课程画法几何及机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电工技术、流体力学基础、船舶与海洋工程流体力学、轮机热工基础。
燃烧动力学
燃烧动力学
《燃烧动力学》是研究燃烧反应过程的学科。
燃烧反应是指化学反应中氧气和燃料发生化学反应，释放能量和产生产物的过程。
燃烧反应是生命和工业活动中最基本的过程之一，因此燃烧动力学的研究具有重要意义。
燃烧动力学涉及到燃烧反应的速率、热力学、动力学和传热学等多个方面，是一门交叉学科。
研究燃烧动力学不仅可以深入了解燃烧反应的本质，还可以优化工业生产过程，提高燃料利用率，减少污染排放等。
燃烧动力学的研究对象包括燃料和氧气之间的反应机理、反应中间体和反应产物的形成和分解、反应速率和反应路径等。
研究方法包括实验研究和计算模拟两种。
实验研究主要通过燃烧实验室进行，计算模拟则利用计算机模拟化学反应的过程。
燃烧动力学的应用广泛，包括燃烧工程、燃烧诊断、燃烧控制、火灾燃烧等领域。
在能源、环保等方面，燃烧动力学的研究可以为可持续发展做出贡献。
- 1 -。
燃烧学
CFB循环流化床锅炉（Circulation fluidized bed boiler）作者：xx（Author: Wang Hui）学号：xxxx（Student number：xxxx）单位：中北大学（Name of organization: North university of china）摘要：本文所论述的对象是CFB循环流化床锅炉。
主要对CFB循环流化床锅炉进行了设备及其特点进行了陈述。
又对CFB循环流化床锅炉在国内的发展以及取得的成果进行了介绍。
最后提出了目前CFB 循环流化床锅炉还存在一系列问题，对CFB循环流化床锅炉未来的发展方向进行了设想。
(Summary: Circulation fluidized bed boiler is discussed in this essay.Discussion include equipments and characters of Circulation fluidized bed boiler and developments and achievements in China. In addition to this , this essay also come up with some problems that exist in Circulation fluidized bed boiler currently and make some ideas about develop direction of Circulation fluidized bed boiler in the future.)1. 循环流化床(CFB)锅炉技术介绍循环流化床锅炉热效率与常规煤粉炉相当，同时由于采用低温分级燃烧和向炉膛内给入石灰石，可在燃烧过程中方便地脱除含硫燃料产生的S02，并抑制Nox生成量，使其具有高效低污染、燃料适应性广等突出特点。
哈工大燃烧学试题
一.名词解释（18分，每小题3分）1.燃料的低位发热量当不计入燃烧产生的水蒸汽汽化潜热时,10燃料完全燃烧所释放出的热量2.过量空气系数实际空气量与理论燃烧所需空气量的比值3.层流火焰传播速度层流火焰锋面在其法线方向上相对于未燃混合气体的速度4.预混火焰和扩散火焰预混火焰是燃料和氧化刑充分混合后的燃烧火焰。
火焰温度很离,没有黑烟，火焰短而强.扩散火焰是燃料燃烧所需的空气全部由外界提供，靠可燃气体与空气中的氧相互扩散来完成燃烧过程的火焰•燃烧过程较长,火焰温度低, 燃料不易燃尽，有很烟，火焰很长.5.质量作用定律基元反应的速率与反应物浓度（带有相应的指数）的乘积成正比，其中个浓度的指数就是反应式中各相应物质的化学计量系数.6.斯蒂芬流多组分流体在一定的条件下在表面处将形成一定的浓度梯度，因而可能形成各组分法向的扩散物质流.另外如果相分眾面上有物理或化学过程存在，这种物理或化学过程也会产生或消耗一定的质量流，于是在物理或化学过程作用下，表而处又会产生一个与扩般物质流有关的法向总物质流。
这个总物质流是由表面本身因素造成的。
这一现象是斯蒂芬在研究水面蒸发时首先发现的，因此称为斯蒂芬流.二、填空題（20分，每空2分）1.列举两种复杂化学反应类型对峙反应、平行反应、连续反应（任选两个）2.设某一反应21度由4（川9增至4109 BJ,反应速率将増加至氐来的（e=2・71«）倍，该反应的活化能等于38l939J/mol・3・煤粉燃烧过程中NOx的生成类型主要是燃卄型NO K和热力型NOx, 其兰更成分是NO和NO,.4.列举两种煤的特种分析方法热重分析.着火指数分祈,沉降炉实验.二维煥烧炉实验,热显微镜法,重力筛分法,比表面积法（任选两个）5.一种动力用煤的丄业分析成分如下，请判断这种煤的分类中揮发分烟煤（V空=28.6% ）。
三、简答题（25分，每小题5分）1.简述液体燃料燃烧的过程分为哪几步？液体燃料首先落发汽化，再扩散到空气中与空气混合绘燃烧（扩散燃烧）"2.归纳分支链锁反应的反应步骤.他激发（傩的开始）：由起始分子倍热、光爭外因生成自由基的反应. 偉传递（徒的增长）：有自由原字戎自由恳与饱和分子作用生成祈的分子和新的自由基，不斷交替，若不受阻，反应一立进行下去直至反应物被耗尽. 络中断（縫的销毁）：当自由恳被消徐时，链就中止.3.列举5种工程上常用的火焰稳定方法.用小型点火火焰稳定主火焰用钝休穗定火焰用旋转射滾趙定火焰扩散火焰的稳定用多孔板形成回流区稳定火焰/釆用射流喷入究然旷大的燃烧室使在射流外侧形成回減区稳定火焰/使射液刚咬入燃烧室屮就急剧拐专，在拐奇处刑成回流区稳屯火焰4.简述湍流预混火焰的分类和持点.小尺度湍渡火焰：湍流中的傲冈的平均尺寸•卜于可锲泯合气体在层液下的火焰锋而厚度.能够保持校规则的火焰锋面，其燃烧区的岸度只是略大于层滦火焰锋i&厚度；大尺度弱湍流火焰：微因平均尺寸大干可燃混合气休在层流下的火焰挣（&厚度，微团脉动追度小于层流犬焰传播速度，火焰锋面壮动，微团不能冲破火焰锋而大尺度强满沆火焰:從团平均尺寸丸于可煥混合气体在层流下的火堵饪面厚度，微团脉动速度大干层浣火焰传播速度，不存在连续的火焰而.5.说明煤粉燃烧过稈中一次风的作用.输送煤箱进入燃烧室；供给着火初期所需要的氣气m "Cp—+、'0(3)(6)(7)(8)(9) 四. 假定：1）油滴为均匀对称的球体；2）油滴随风孰动，与空气没有相对 运动；3）燃烧琏行得很快，火焰向很薄；4）油滴表血温度为饱和温度；5） 忽路对流与辐射换热；6）忽略抽滴周围的温度场不均匀对热导率、扩散系 数的影响,7）忽略斯蒂芬流.试计算火焰锋面的直径、加耗量，以及汕滴 直径与时间的关系.（9分）[^^/(L + C^T-T^dT = Nmfr^dr (2)得假设火焰前锋Z 外有一半经r 的球面，氣气从远处迈过这个球百向内扩散的敎矛必然等于火焰前锋所消耗的氨气量,D 氣的分了扩散系数：C 氧的浓反：卩&口燃油的化学X 吊比，从离油滴很远处务火焰锋面之问积分，得(7)» (8)联立: d\d 2]^-Kdr j对(9)积分 五. 应用谢苗诺夫的非稳态着火理论分析，如果燃料和空气均匀混合，对于 存在散热的系统，燃料的发热童对着火条件的影响（9分） 当有散热时.热輦的损失速举为：厂aS （J7；）W 单位时间，单位容积的释放热量为:对半径为r 的球面，通过球面向油滴传导的热量等于燃油气化所需热莹和使 油气温艮曲儿升髙到T 所需的热量，则4耳热系数：—燃油^化潜堀”一油浦柯u 的燃油气化盘.叩油耗乩Cp^燃沁;P 勺比热容. 将上式从油滴衣面（r“^T“）到火焰锋面（「和TJ 积分：In P.油的密度.母 〃(dj m = -p —； ----- M 2 dtdT乞-町燃混合物反应的释热木："-反応物向外界的放热系数：S-容器用面面积: '【一曲用介瓶讪应戒瞰面淵戌. 般灯对燃浪合物的初&追也V-养器休和■ •知图，假定TO3<T O2<T O,°当T O<T O2时，一般情况下q与业曲线相交于a.b两点、在该两点、处JZ/Jr = 0 »a点、到b点之间，q>q P 如杲取出外部扰动，系统的温度就会降低.、从而回到a点，当混合温度处干T o 时、qvq^即使冇外界扰动.温度也会冋到Ta.当系统温度达到Tb时、系统若有扰动便系统温度上升、此时qvq「系统将被迅速如热而着火；若有扰动使系统温度下降.此时q>q「系统温度将会逐渐冷却到Ta.当T（尸％2时・q与qg曲线相切于c点，此叶q=q（.当系统温度向上扰动时. 刃7必>0.系统温度会上升；当系统温度向下扰动时，（rr/dr>0，系统温度还是会回到Tc o称Tc国着火温度。
哈工大博士研究生考试科目参考书目录
哈尔滨工业大学博士生入学考试科目参考书目录EDA技术[2217]半导体器件物理[2218]微波技术曼着；《小波分析与分数傅里叶变换及应用》，国防工业岀版社，冉启文，谭立英着；《分数傅里叶光学导论》，科学出版社，冉启文，谭立英着；[2216]《超大规模集成电路设计方法学导论》，清华大学岀版社，杨之廉；《数字专用集成电路的设计与验证》杨宗凯黄建杜旭编着电子工业出版社；《数字集成电路——电路、系统与设计（第二版）» Jan M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic ，周润德等译，电子工业岀版社； [2217]《半导体器件物理》，科学岀版社，王家骅；《现代半导体器件物理》，科学出版社， [2218]《微波技术》，哈工大岀版社，2006年版，吴群主编；《微波工程技术》，吴群主编，哈工大岀版社，2008年修订版。
025化工学院[2071]高分子化学与物理[2072]物理化学[2073]高等生物化学[2071]《高聚物的结构与性能》，科学岀版社，马德柱、何平笙；[2072]《物理化学》（上册，下册），高等教育出版社，南京大学物理化学教研室，傅献彩，沈文霞，姚天扬编；[2073]《生物化学》，清华大学岀版社，王希成。
027市政环境工程学院[2271]高等流体力学[2272]污染控制微生物学[2273]水分析化学[2274]水力学[2275]微生物学[2276]生物化学[2277]高等传热[2278]物理化学[2279]化工原理[2271]《流体力学基础》（上、下册），机械岀版社1982，潘文全主编；《流体力学》（第二版）上、下册、2000，高等教育岀版社，周光垧等编着；[2272]《污染控制微生物学》（第三版），哈工大岀版社2004 （2007.2重印），任南琪马放等编着；《环境污染防治中的生物技术》，北京化学工业出版社 2004，任南琪李建政主编；《环境工程微生物学》，北京化学工业出版社2004，李建政主编；[2273]《水分析化学》（第三版），中国建筑工业出版社，黄君礼[2274]《水力学》（上、下册），高等教育岀版社1995董曾南主编；《流体力学》（第二版）上、下册、2000，高等教育岀版社，周光垧等编着；[2275]《微生物学教程》（第2版），高等教育岀版社2002，周德瑞，《环境污染防治中的生物技术》，化学工业岀版社2004，任南琪，李建政主编；《污染控制微生物生态学》，哈尔滨工业大学出版社2005，李建政任南琪主编； [2276]《生物化学》（第三版）上、下册，高等教育出版社，王镜岩等；[2277]《高等传热学》（第二版），上海交通大学出版社，2004，杨强生等编着；，《工程传热传质学》，航空工业岀版社，1989，朱谷君主编；《工程传热传质学（上册）》，科学岀版社，1998，王补宣着；，《传热与传质分析》，科学岀版社， 1983，等着，航青译；《对流传热传质分析》，西安交通大学岀版社，1991，王启杰；《热传导理论》，高等教育出版社，1992，张洪济；《对流传热与传质》第四版中文版，高等教育岀版社，2007，凯斯等编着，赵镇南译；《对流换热》，高等教育出版社，1995，任泽霈。
《燃烧学》课程教学大纲
《燃烧学》课程教学大纲课程名称：燃烧学课程编号：（英文）：（Combustion Theory）学时45学分 2.5课程性质必修课先修课程：工程热力学、传热学、流体力学适用专业：热力发动机、汽车工程、汽车工程、轮机工程、环境工程开课系（所）：机械与动力工程学院燃烧与环境技术研究中心开课教师：周校平、张武高、乔信起、范浩杰教材和教学参考资料：教材：《燃烧理论基础》周校平、张晓男.上海交通大学出版社，2001教学参考书：《燃烧学》许晋源、徐通模.机械工业出版社，1990《工程燃烧学》张松寿.上海交通大学出版社，1987杂志期刊：《工程热物理学报》一、本课程的性质、地位、作用和任务燃烧学是热力发动机、热能工程、环境工程等专业的一门主要的技术基础课程。
它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生对燃烧现象和基本理论的认识。
通过本课程的学习掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。
掌握动力机械工程中气态、液态、固态燃料的燃料特性、燃烧特点和规律，包括着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。
通过本课程的学习，能对锅炉、内燃机、涡轮机、火灾、家用炉灶、焊枪等燃烧现象从宏观上能有所认识，微观上能有所解释。
为改进燃烧设备、提高能源利用率、分析有害排放物的生成机理和过程、避免不正常的燃烧现象、控制和降低有害排放物的生成，具有一定的基本理论知识。
为今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域，打下坚实的基础。
二、本课程的教学内容和基本要求（一）燃烧的化学热力学基本知识要点：生成焓、反应焓、燃烧焓（燃烧能）与燃料的热值、高热值与低热值之间的定义及相互关系。
燃烧所需的空气量及燃烧产物组分的计算。
过量空气系数、浓度、当量比。
难点：不完全燃烧时的空气量与燃烧产物组分的计算。
（二）燃烧与化学平衡要点：化学反应速度、化学平衡的概念、自由焓与自由能、自由焓与化学平衡的关系。
燃料及燃料燃烧计算
哈尔滨工业大学（威海）
2）闪点和燃点 闪点——在大气压下，重油表面油气和空气的混合物在 标准条件下接触明火时，发生短暂的闪光（一闪即灭） 现象的最低油温。 燃点——当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火 持续燃烧（持续时间不少于5s）的最低油温。 重油的上闪点为80~130℃，燃点比闪点高10～30℃。 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，因此燃料油的 预热温度必须低于闪点。对于敞口容器中的油温至少应 比闪点低10℃，对于封闭的压力容器和管道内的油温则 可不受此限。
1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸气，对燃烧不利；
M Qdw l
2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫 酸，造成低温腐蚀；
3） M Vy Vpy q2
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
挥发份： 失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时， 煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。 主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。 收到基挥发份含量在5%~40%之间。 挥发份的测定 挥发份对煤的着火、燃烧的影响
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 2.空气干燥基ad； 表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量 百分数总和， 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
哈工大 现代热力系统 余热-空分
20
燃烧工程研究所
• 图9-8显示了燃气侧阻力对于余热锅炉总换热面积的影响关
系。显然，加大燃气的流速（当然流阻损失会随之加大） 可以使余热锅炉的总换热面积减小，但燃气轮机的功率就会 降低。计算表明：1kPa的压降会使燃气轮机的功率和效率 降低0.8%，因此，这个问题要综合地加以考虑。
21
燃烧工程研究所
燃烧工程研究所
10
7.4.2 余热锅炉设计时节点温差和接近点温 差的选择
• 在余热锅炉的
设计中存在一 个节点温差 ∆t x 和接近点温差 ∆t w 的问题 。
燃烧工程研究所
11
节点温差
∆t x
• 节点温差 ∆t x 是指余 热锅炉中蒸发器入口 处燃气的温度 Tg 7 与饱 和水温度 Ts 之间的差 值，即
6
燃烧工程研究所
低压省煤器的给水由除氧 器供给。高压省煤器的给水 由蒸汽轮机给水系统的高压 加热器供给。
7
燃烧工程研究所
• 余热锅炉既可以设计成为强制循环方式
的，也可以设计成为自然循环方式的。 强制循环锅炉的优点是：①余热锅炉的 竖直高度不会为了满足水循环的要求而 设计得很高，因而锅炉所需的空间最小； ②启动快而且容易；③适宜采用较小的 “节点温差”，有利于提高余热锅炉的 当量效率；④对于省煤器出口携带水蒸 气的可能性不太敏感。
燃烧工程研究所
4
• 在余热锅炉的设
计中，人们总得 保证锅炉给水的 饱和蒸发段的起 始点与燃气侧之 间具有一定的温 差 ∆t x （通称为 “节点温差”）， 否则，余热锅炉 的受热面积将增 至无穷大。
5
燃烧工程研究所
• 在“单压的汽水发生系统”的余热锅炉中，
tg 人们仅能把排气终温度5 降低到160~200℃ tg 左右。为了进一步降低温度5 ，力求充分 利用燃气的余热，在设计余热锅炉时，则可 以采用“双压的汽水发生系统”或“三压的 汽水发生系统” 。 • 这种措施可以把余热锅炉的排气温度 t g 5 降 低到110~120℃的水平。对于燃烧含硫量极 少的合成煤气之IGCC来说，由于不会发生 低温硫的腐蚀问题，温度则可以进一步降低 到80~90℃左右。 • 这种方案的主要缺点是：锅炉、管道以及蒸 汽轮机的基本投资费用会相应地提高。
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• 由此可见，燃烧过程是极其复杂的物理化
学过程，是多门学科的综合和交叉
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二、燃烧理论的发展
• 十八世纪中叶前对火的认识：
– 组成宇宙的四大元素（空气、水、火、土）之一 – 燃素学说（一种没有重量的物质在流动）
• 十八世纪中叶：
– 罗蒙诺索夫（1756）、拉瓦锡（1777）首先正确阐明 燃烧的本质：可燃物质氧化的学说
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二、燃烧理论的发展
• 十九世纪：
– 热化学及热力学的发展，燃烧过程被作为热力平衡系 来研究，得出了燃烧过程中一些重要的静态特性参数： 燃烧热、绝热燃烧温度、燃烧产物平衡成份的规律性 等。
• 二十世纪初：
– 刘易斯(B.Lewis)、谢苗诺夫研究了化学反应动力学机 理，提出化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素， 并发现燃烧反应具有链锁反应的特点，从而奠定了燃 烧理论的基础。
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三、燃烧与国民经济和能源的关系
世界的能源结构 （%） 品种 2002年数量/亿吨或亿立方 米 2002年数量/亿吨标准煤 2002年比例/% 2020年比例/% 石油 35.5 50.7 36.5 33.7 煤炭 天然气 核能 47.9 34.3 24.6 21.2 25270 36.6 26.4 19 8.8 8.8 6.4 13.6 水电 新能源 8.5 8.5 6.1 7.6 0 0 5.4
600MW发电机组2008t/h锅炉 发电机组2008t/h 配600MW发电机组2008t/h锅炉
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四、燃烧学的研究内容
• 燃烧学的研究主要从两方面进行
– 燃烧理论的研究 • 研究燃烧过程所涉及的各种基本现象的机理 • 如燃料的着火、熄火、火焰传播及火焰稳定、预混火焰、扩散
发动机
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有关火的传说
• 人类祖先用火留下了许多美丽的传说
– 欧洲人传说：普罗米修斯从天上到来了火种， 流传于世，被尊为火神 – 中国人传说：燧人氏（炎帝）钻木取火，人类 得以发展
• 第一次工业革命的标志
– 蒸汽机的发明同样依靠人类支配了火的力量
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三、燃烧与国民经济和能源的关系
• 燃烧过程融入生产生活的各个角落
– – – – 动力行业——电站锅炉、燃气轮机等 运输行业——汽车、飞机、火箭和轮船的发动机 冶金、陶瓷、玻璃、化工行业——各种工业炉 民用采暖行业——采暖锅炉
• 火灾的预防同样需要燃烧学知识
– 我国建有火灾国家重点实验室 我国建有火灾国家重点实验室——中科大 中科大
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二、燃烧理论的发展
• 世纪二十年代到四十年代
– 俄国化学家谢苗诺夫等人由反应动力学和传热传质相 互作用的观点，首次从定量关系上建立了着火及火焰 传播的经典燃烧理论 – 人们已逐渐认识到，限制燃烧过程的往往不是反应动 力学而是传热传质
• 四十年代到五十年代
– 基于扩散燃烧或扩散—动力燃烧的观点开始研究了液 滴和炭粒燃烧
第1章
绪论
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一、什么是燃烧？
• 燃烧的定义
– 物质剧烈氧化而出现的发光发热的现象。 – 表现现象是 火 – 火是人类最早发现和应用的现象之一： • 火使人类摆脱了茹毛饮血和黑暗寒冷； • 火使人类进入文明社会，促进人类进步； – 现代社会发展的支撑工业离不开火 • 冶金，制造业 • 能源动力行业：火力发电；汽车、轮船和航空航天
– 许晋源，《燃烧学》西安交通大学出版社 – 岑可法，《燃烧理论及污染控制》机械工业出版社 – 庞丽君，孙恩召《锅炉燃烧技术及设备》哈工大出版社 – 冯俊凯，沈幼庭等《锅炉原理及计算》科学出版社 考试 – 笔试100分 成绩评定 – 作业成绩10%，平时出勤5%，平时测验5%，实验成绩 10%，笔试成绩70%，满分100
火力发电厂
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汽车、航空和航天发动机
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涉及的学科
– 伴随着流动过程——流体力学 – 伴随着热量传输——传热学 – 伴随着新物质的生成和扩散——传质学 – 燃料和燃烧产物的热量转化及化学反应能够进 行的程度——化学热力学 – 燃烧反应的速度——化学动力学
– 1988年9月夜，锦州 发电厂配200MW发 电机组的670t/h锅炉 在灭火后投油，造 成炉膛爆炸，炉膛 由方变圆，裂开 400mm，锅炉锅筒 移位261mm，工字 钢梁移位240mm， 楼梯断裂，当场炸 死一人。
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锅炉爆炸2 锅炉爆炸2
– 1993年，宁波北仑港电 厂配600MW的2008t/h 锅炉燃烧组织不当，炉 膛严重结渣，大渣落下 砸坏水冷壁， （18.2Mpa,360℃）高 压水冲破炉墙，当场烧 死，烫死，窒息死亡19 人，造成严重损失。
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六、本课程的学习内容
• • • • • • • •
第1章 绪论 第2章 燃料 第3章 燃烧化学基础 第4章 燃烧物理学基础 第5章 气体燃料的燃烧 第6章 液体燃料的燃烧 第7章 固体燃料的燃烧 第8章 燃烧污染物的生成和控制
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学习燃烧学的目的
哈尔滨工业大学燃烧工。
– 利用燃烧过程为人类造福 – 避免燃烧过程给人类带来危害
• 核心问题
– 燃烧过程的可控制性
• 学习燃烧学的双重目的
– 掌握燃烧过程基本概念和基本原理 – 学会应用基本概念和原理分析判断燃烧过程 – 逐步学会控制、利用燃烧过程
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有关教学说明
• 课堂授课共54学时，实验课6学时 • 作业：每章讲完后留大作业 • 参考书
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二、燃烧理论的发展
• 五十年代来到六十年代
– 美国理学家冯 卡门（Vol Karman）和钱学森首先提出 用连续介质力学来研究燃烧，逐步建立了“化学流体 力学”或者“反应流体力学”
• 七十年代初
– 斯帕尔丁（D B．Spa1ding）等一批学者系统地把计算 流体力学方法用于研究层流及湍流气体燃烧，液雾及 煤粉燃烧，建立了燃烧的数学模拟方法及数值计算方 法，形成了“计算燃烧学”的新领域
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四、燃烧学的研究内容
• 燃烧学是由热力学、化学动力学、流体力学和传 •
热传质学有机组成的一门科学 研究燃料和氧化剂进行激烈化学反应及其物理过 程
– 强化燃烧 – 控制污染 – 火灾的产生、传播及防止
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火灾
哈尔滨工业大学燃烧工程研究所
锅炉爆炸1 锅炉爆炸1
燃 烧 学
哈尔滨工业大学 燃烧工程研究所 邱朋华
哈尔滨工业大学燃烧工程研究所
教师信息
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邱朋华 办公室：J532 电话：86412218 Email：qiuph@ 教学网址：
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哈尔滨工业大学燃烧工程研究所
火焰、层流和湍流燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、煤的热解和燃 烧、燃烧产物的形成等过程的机理
– 燃烧技术的研究 • 应用燃烧基本理论解决工程技术中的各种实际燃烧问题 • 如对现有燃烧方法进行分析和改进，对新的燃烧方法进行探索
和实践，提高燃料利用范围和利用效率，实现对燃烧过程的控 制，控制燃烧过程中污染物质的生成和排放等等。
哈尔滨工业大学燃烧工程研究所
三、燃烧与国民经济和能源的关系
我国的一次能源的消费结构（%） 年份 1980 1985 1990 1995 2000 2002 2020 2050 煤炭 72.20 75.80 76.20 74.60 70.06 66.10 67.75 60.00 石油 20.70 17.10 16.60 17.50 19.07 23.40 14.95 3.19 天然气 3.10 2.20 2.10 1.80 3.53 2.70 5.54 5.15 化石燃料 总量 96.00 95.10 94.90 93.60 92.66 68.34 88.24 68.34 水电 4.00 4.90 5.10 6.10 6.80 7.80 8.75 6.15 核能及新 能源 0 0 0 0 0.067 0.70 3.050 25.510
哈尔滨工业大学燃烧工程研究所
五、燃烧学的研究方法
• 燃烧科学发展的最重要的形式是理论的发展，而 • • •
理论的发展正是科学实践的结果，也就是研究方 法的发展。 燃烧理论的建立是实验研究和理论总结的结合 实验研究和理论总结的结合。 实验研究和理论总结的结合 由于燃烧过程的复杂性，到目前为止，燃烧科学 的研究，仍然以实验研究为主。 但理论和数学模型的方法正显得越来越重要。