工程燃烧学复习要点

思考题

第一章绪论

1、燃烧的定义（氧化学说）：燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激

烈的氧化反应并释放大量热量的现象。

2、化石燃料燃烧的主要污染排放物？烟尘，硫氧化物，氮氧化物其次还有CO,CO2等其他

污染物。

3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体，这种火的

微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在，大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰，它弥散于大气之中变给人以热的感觉，由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。

第二章燃料

1.什么叫燃料？它应具备哪些基本要求？是指在燃烧过程中能释放出大量热量，该热量

又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质。物质作为燃料的条件：（1）能在燃烧时释放出大量热量；（2）能方便且很好的燃烧；（3）自然界蕴藏量丰富，易于开采且价格低廉；（4）燃烧产物对人类、自然界、环境危害小

2.化石燃料主要包括那些燃料？（煤，石油，天然气）

3.燃料分类方法？燃料按物态分类及其典型代表燃料（1 固体燃料（煤炭）2 液体燃料（石

油、酒精）2气体燃料（天然气、氢气）

4.燃料的组成，固液体燃料的元素组成都有那些？固体燃料是各种有机化合物的混合

物。混合物的元素组成为：C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。其元素组成亦为：C、H、O、N、S、A、M

5.气体燃料的主要组成成分有哪些？气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混

合物：CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。

6.燃料分析有几种，分别是什么？（1）工业分析组成（测定燃料中水分（M）、挥发分（V）

灰分（A）和固定碳（FC）等4种组分的含量）。；（2）元素分析组成（用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）和氧（O）以及灰分（A）和水分（M）的含量）；（3）成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)

7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分？可燃成分：（碳（最主要的可燃元素，

氢（发热值最高的可燃元素）硫（有机硫、黄铁矿硫：可燃烧释放出热量，合称为可燃

硫或挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。）不可燃成分：（氧（氧是不可燃元素，在燃料中已和碳、氢化合，对燃烧没有帮助，相反使其可燃成分相对减少，降低热值）氮（通常情况下不可燃，条件满足时可生成NOx，但生成量很少，一般认为是不可燃元素）硫酸盐硫：已经充分氧化，不参与燃烧，一般成为灰渣的一部分。灰分（不可燃，属于矿物杂质，主要由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3等氧化物和碱、盐等构成）水分（不可燃，属于杂质）

8.灰分含量对燃烧过程的影响？1燃料发热量少2着火、燃烧困难3积灰、结渣，影响传

热4磨损受热面5污染环境

9.水分构成及其燃烧过程的影响？内部水分（固有水分）105~110 ℃。外部水分（表面水

分）45~50 ℃。化合水分（结晶水）灰分的一部分。1燃料的发热量2着火、燃烧过程吸收大量热量，降低燃烧温度3排烟热损失4受热面腐蚀5堵灰6制粉、干燥和运输

10.主要硫化物？有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫。

11.高硫煤硫含量？含硫量大于2%的煤质

12.焦炭包括什么？焦炭的化学成分主要包括固定碳，灰分

13.固液体燃料成分表示的基准有几种，分别是什么，各自定义是什么，之间联系及区别？

根据燃料中灰分和水分的变化情况，通常分为4种燃料元素分析的成分基准：

（1）收到基：以收到状态下全部组分在内（包括灰分和水分）的燃料成分总量（100%）作为计算基准Car + Har + Oar + Nar + Sar + Mar +Aar=100%

（2）空气干燥基：以去掉外部水分的燃料成分总量作为100%成分的计算基准。即在实验室内进行燃料分析时的试样成分，又称分析基。

（3）干燥基：以去掉全部水分的燃料成分总量作为100%的计算基准。 Cd + Hd + Od + Nd +Sd + Ad =100%

（4）干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料成分总量作为作为100%的计算基准，

14.固液体燃料成分基准的换算，基准之间水分的换算关系。

My：燃料的全水分；Mw：燃料的外在水分；Mq：燃料的内在水分；Mad：燃料的收到基水分；

15.气体燃料成分分析的表示基准，湿成分中水分的计算，干、湿成分换算？湿成分基准：

（包括燃料中水蒸汽组分的表示基准；）干成分基准（不包括燃料中水蒸汽组分的表示

工程中，通常采用含湿量表示气体燃料中水分含量。含湿量 h：对应温度下1m3（标况）干气体中所吸收水蒸气的质量（g），单位：g/m3

16.工业分析包括哪几项？元素分析和工业分析，煤的元素分析和工业分析之间有什么关

系？煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。煤的工业分析是指包括煤的水分（M ）、灰分（A ）、挥发分（V ）和固定碳（Fc ) 四个分析项目，通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。即煤的固定碳是指煤在隔绝空气的条件下有机物质（煤主要由有机物质、无机矿物质和水组成）高温分解后剩下的残余物质减去其灰分后的产物，主要成分是碳元素。根据固定碳含量可以判断煤的煤化程度，进行煤的分类。固定碳含量越高，挥发分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的发热量也越高。而煤的元素分析：是测定煤中的碳、氢、氧、氮和硫等重要元素的含量。即碳元素含量纯粹是碳元素在所有元素（一般是CHONS）中的百分比。17.什么叫燃料的发热量？高位发热量和低位发热量？单位质量或者单位体积燃料完全燃

烧后所放出的燃烧热叫做它的发热量。用符号 Q 表示。高位热值 Qgr（高发热量）（gross

heat value ）：单位质量或单位体积燃料完全燃烧后，燃烧产物冷却到使其中水蒸汽凝结成室温的水所放出的热量。低位热值 Qnet （低发热量）（net heat of combustion ）：单位质量或单位体积燃料完全燃烧后，所放出的全部热量中扣除燃烧产物中水蒸汽气化潜热后的热量。

18. 高位发热量和低位发热量之间关系，固液体燃料和气体燃料2种发热量的换算？

固液体燃料;

m (215)

kJ /kg L kJ /kg w gr net m gr net Q Q L w Q Q =+?-------式中：，高位、低位质量热值，；

水分以质量计量的汽化潜热，；

燃烧产物中水蒸汽质量分数。

气体燃料

33(216)

kJ /m L kJ /m gr net v gr net Q Q L Q Q ???=+?-------式中：，高位、低位体积热值，（标况）；

水分以体积计量的汽化潜热，（标况）；

燃烧产物中水蒸汽的体积分数。

19. 不同基准之间高、低位发热量之间的换算？（看PPT ）

20. 煤根据碳化程度分为哪几种？泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤 21. 挥发分的定义及其主要组成？煤在隔绝空气条件下加热至一定温度时，煤中部分有机质

和矿物质热分解析出的蒸汽态和气态产物。其占煤样质量百分比为挥发分产率，简称挥发分。主要成分：H2、CO 、CO2、CmHn （例如CH4、C2H4）等

22. 挥发分对煤燃烧的影响？挥发分高的煤，着火温度低，容易引燃，且挥发分析出后焦炭

空隙率高，易于完全燃烧

23. 煤的种类及其各自发热量范围？泥煤，褐煤（Q 低=1000-3000 Kcal/Kg ）烟煤（Q 低

=3000-5000 Kcal/Kg ）无烟煤（Q 低=5300~6900 Kcal/Kg ）

24. 煤的焦炭特性及对燃烧的影响？煤在隔绝空气条件下加热析出挥发分、 水分后所剩的

固体残留物称为焦炭； 焦炭=灰分+固定碳。其对燃烧的影响？焦结性弱的煤，粉末状焦炭易于被空气吹起逸出炉膛，燃料不完全燃烧损失增加；焦结性强的煤，易于使煤层粘结成片，增加煤层阻力，妨碍空气流通，使燃烧过程恶化

25. 煤灰的熔融特性及其表示指标，灰熔点？煤灰的熔融特性是指煤灰在高温下粘塑性变化

的性质。指标为熔化温度即灰熔点。灰熔点：灰分的熔化温度。测定灰熔点的方法《角锥法》

26.还原性气氛、氧化性气氛中灰熔点有无变化？灰熔点在还原性气氛中比氧化性气氛中低

200~300 ℃

27.影响灰熔点的因素？（1）和灰成分有关系：灰中的SiO2是弱酸性，含量较多，灰的

PH值呈弱酸性。如果碱性物质增多，灰熔点将降低；(2) 与晶格结构有关系: 灰中氧化物结成共晶体，属SiO2-Al2O3-CaO-FeO系统，熔点比结合前要低，如CaO.SiO2，只有1540℃；(3) 与介质性质有关系:还原性气氛中比氧化性气氛中低200~300 ℃

28.煤灰熔融性的三个特性温度?( 变形温度 DT (deformation temp.)软化温度 ST

(soften temp.) 熔化温度 FT (flow temp.)

29.煤的着火点及影响煤的着火性能的最重要因素是什么？着火点：在一定条件下,煤加热

到开始正常燃烧的温度。影响着火性的主要因素------挥发份含量。挥发分高，着火性好，防止自燃，不易储存和长途运输；挥发份低，着火点高，不易着火；

30.煤的结渣性、影响煤结渣率的因素？煤的结渣性：是指煤中矿物质的结块性能。它是

判断煤在气化和燃烧过程中是否容易结渣的一个重要指标。用结渣性来判断煤的结渣性能优于用煤灰的熔融性。1、煤灰的熔融性。熔融特征温度越低，结渣率越高；2、灰分含量。灰分含量高，结渣率越高；3、煤灰周围气氛。还原性气氛使结渣率提高；4、煤中无机硫含量。无机硫含量越高，结渣性越强

31.什么叫燃油的闪点、燃点、着火点、凝固点？闪点：重油被加热时表面将出现油蒸汽，

大气压力下，火源掠过油面时，油面出现短促蓝色闪光的温度称为闪点。燃点：油温超过闪点，有的蒸发速度加快，闪火后能点燃油并维持 5秒以上燃烧的最低温度称为燃点。着火点：油温超过燃点，继续提高加热温度，油表面的蒸气会自己燃烧起来，这种现象为自燃，这使得温度为油的着火点。凝固点：重油失去流动状态的温度。以倾斜45度的试管中的油经过5~10s不发生流动的温度来确定。

32.凝固点在重油输送中的作用？凝固点是确定重油输送的重要参数。凝固点高的重油，应

采取适当的加热措施，以便于运输和装卸。

33.恩氏粘度的定义？恩氏粘度：采用恩格勒粘度计在规定条件下测定的粘度。

重油牌号的命名是根据该重油在50℃时的恩氏粘度数值来命名的；）

34.气体燃料是怎样分类的？常用气体燃料有哪些？气体燃料按照来源分可以分为：天然气

体燃料：（天然气）和人工气体燃料（液化石油气，焦炉煤气，高炉煤气等）。也可以按照热值大小分为高热值燃料（天然气，液化石油气）低热值燃料（焦炉煤气——20MJ/m3，发生炉煤气——5.6MJ/m3高炉煤气——3.7MJ/m3。常用的气体燃料：天然气，高炉煤气，焦炉煤气。液化石油气）

35.天然气的主要成分是什么？天然气主要成份为甲烷（CH4），以及乙烷、丙烷、丁烷等低

分子量烷烃及其异构体

36.气体燃料成分的主要分析方法？燃料组成分析方法（燃料工业分析，燃料元素分析，气

体燃料成分分析）燃料特性分析（燃料热值的测定）

37.固体燃料热值测量的主要仪器？氧弹量热计（恒温式量热计。绝热式量热计）

第三章工程燃烧计算

1、什么叫完全燃烧和不完全燃烧？完全燃烧：燃料中所有的碳全部氧化为二氧化碳、所有的硫都氧化为氧化硫、所有的氢都氧化为水蒸气，这种燃烧称为完全燃烧；

不完全燃烧：燃料中有一些可燃物分子不能被充分氧化而生成H2、CO等；

2、产生不完全燃烧的原因？产生不完全燃烧的原因①空气量供应不足；②燃料与氧化剂混合不均匀；或在燃烧室中来不及充分混合将会使一些可燃分子来不及与氧气接触而不发生反应。③在高温下某些碳氢化合物和燃烧产物中的CO2和H2O等发生分解而生成H2、CO 等可燃气体。

3、工程燃烧计算固体燃料热值、固体燃料和液体燃料的成分、气体燃料的成分分别是如何规定的？在燃烧反应计算时，对于固、液体燃料用收到基成分计算；气体燃料用湿成分计算。在燃烧反应计算的过程中，氧化剂（空气或氧气）和燃烧产物应当成理想气体来进行计算。

4、燃料燃烧生成的烟气包含有哪些成分？CO2、 SO2、H2O、N2。如何计算？

5、理论空气量的定义？使单位量（1kg 或1m3）的燃料完全燃烧所需的最少的空气量（燃烧产物烟气中氧气为零，可燃物质或元素为零）。用L0表示。

6、理论烟气量的定义？单位量（1kg或1m3）燃料在n=1的情况下完全燃烧，所生成的烟气量，用V0表示。。主要成分为：CO2、SO2、H2O、N2。

7、理论空气量的计算（固体燃料、气体燃料）

8、实际空气量、空气系数的定义与计算？各计算公式的应用条件怎样？燃烧设备中，为保证燃料完全燃烧，实际供给的空气量要多于理论空气量；有时为了保证燃烧设备中的还原性

气氛，实际空气量小于理论空气量。

9、考虑空气中水分的理论空气量计算？

10、理论燃烧烟气量、完全燃烧时实际烟气量的计算？

固液燃料的理论烟气量

气体燃料的理论烟气量

实际燃烧的烟气量

00n 1)L -(n V V += 11、燃烧产物（烟气）中水蒸气的来源？燃料中氢与氧结合生成水，燃料中本身含有水蒸气·，通入的空气中含有水蒸气。

13、 空气系数大于1时，实际烟气量与理论烟气量及理论空气量的关系。？

00n 1)L -(n V V +=当n ＝1时，理论燃烧烟气量V0；当n ≠1时，实际燃烧烟气量Vn

14、 各成分间的关系如何？当发生不完全燃烧时，烟气成分中增加了不完全燃烧成分CO 、

H2和CH4，

15、 同样1kg 的煤，在供应等量空气的条件下，在有CO 气体不完全燃烧产物时，烟气中氧

的体积比完全燃烧时是多了还是少了？相差多少？

16、 当空气系数大于1时，不完全燃烧（烟气中存在CO 、H2、CH4）与完全燃烧所生成的烟

气体积是否相等？为什么？

17燃烧温度的概念？燃料燃烧时燃烧产物达到的温度——燃烧温度

18、 实际燃烧温度及实际燃烧温度计算公式？实际燃烧温度：实际条件下的燃烧产物的温

度ty

19、 理论燃烧温度、计算公式？假设燃料是在绝热系统中燃烧（无散热，Qcr=0），并且完

全燃烧（Qwr=0），此时燃烧产物的温度称为“理论燃烧温度”

20、 理论发热温度、计算公式？如果燃烧条件规定为燃料和空气均不预热（hr=0， hk=0），

且空气过剩系数n=1，燃烧温度只与燃料性质有关，称为理论发热温度

21、 影响燃烧温度的因素？影响燃烧温度的因素：① 发热条件； （燃料种类、成分、燃

烧条件、传热条件）② 散热条件。

22、 影响理论燃烧温度的因素有哪些？（或提高理论燃烧温度的措施）（1）燃料种类和发

热量一般来说，热值高的燃料理论燃烧温度亦高，但并不成正比关系，因为其烟气量也大，本质来讲，燃料理论燃烧温度主要决定于热含量Qnet/Vy;（ 2）空气和燃料的预热温度预热温度愈高，理论燃烧温度越高。（3）空气过剩系数为保证完全燃烧，空气过剩系数应大于1，但不宜过大，否则会增加燃烧产物的生成量，从而降低理论燃烧温度。 保证完全燃烧条件下，n 愈小愈好（4）空气的富氧程度（富氧燃烧）空气中的氧含量增加，烟气量减小，理论燃烧温度升高

23、 燃烧检测的基本方法？对燃烧产物即烟气成分进行分析测定

24、 燃烧烟气成分分析的两种主要方法和仪器？奥氏气体分析仪、气体色谱仪、燃烧效率

测定仪。

25、 完全燃烧方程式、不完全燃烧方程式

完全燃烧方程式

221RO O 21 (3-74)ββ''++（）＝

：燃料特性系数。无因次量，只与燃料成分有关。

不完全燃焼方程式 '221RO O CO 21 (3-75)ββ''++（）+(0.605+)＝

26、 燃料特性系数、燃料的特性系数β的物理意义是什么？燃料系数：在进行燃烧计算及

分析有关问题时，常遇到一个系数β，系数β值只取决于燃料的干燥无灰基成分组成，而与水分、灰分无关，对于不同的燃料有不同的β值，故称β为燃料特性系数。燃料特性系数β的物理意义可理解为是（H-0.126O ）和C 的比例，其中的（H-0.126O ）是尚未与氧化合的氢，称为“自由氢

27、 如何判断燃烧过程的完全程度？（RO2）对燃烧产物的成分进行气体分析；按烟气成分

和燃料性质反算各项指标

28、 化学不完全燃烧损失及其影响因素？化学不完全燃烧热损失是指燃料不完全燃烧时，

烟气中的任何可燃成分所包含化学热。其大小等于烟气中可燃气体的容积乘以其容积热值；（1）燃料挥发分；（2）炉膛出口空气过剩系数。（3）燃烧器结构及布置

29、 机械不完全燃烧损失包括哪些损失？ 燃煤炉中沉降煤灰或漏煤灰、飞灰、炉渣中的

未燃烬的碳；燃油炉中沉降灰中焦渣、飞灰中碳粒子等中的未燃烬的碳；

30、 计算题：理论空气量计算、实际空气量计算、气体湿成分与干成分换算

第四章 燃烧理论基础

1、 化合物的标准生成焓、反应焓与燃烧焓？化合物的标准生成焓：由某化合物的构成元素

在标准情况下（298K ，0.1MPa ）经过化合反应生成1mol 该化合物的焓的增量。反应焓：

2、 元素的标准生成焓如果化合物不是元素直接反应的产物，当反应在特定的温度和压力下

进行时，具有相同温度和压力的生成物与反应物间的焓差值。燃烧焓：燃烧焓是反应焓的特例。是每摩尔燃料等压燃烧反应时反应焓之值。单位：kJ/mol ；

3、 反应焓（或燃烧焓）与温度的关系？

4、 燃烧反应燃烧焓计算？

5、 化学平衡？在一定温度和压力下，正向反应和逆向反应的速度相等，反应系统中同时存

在着反应物和生成物

6、 化学反应速度？单位时间内反应物（或生成物）浓度变化的量

7、 浓度化学平衡常数、压力化学平衡常数？

(46)

,,,a A b B c C d D a b c d ?+???+?--化学剂量系数。

以压力定义的平衡常数

8、 Gibbs 自由焓定义？比焓减去温度与比熵的乘积。反应自由焓的变化△G 用作判断燃烧

反应过程的方向性及是否达到平衡的依据

0,0,G G G ?=?<反应达到平衡状态；

反应总是自发的向减小的方向进行；

(417)J/kg J/kg K J /(kg K);g h T s G H T S

g h T s =-?=-?-----?或比自由焓，；比焓，；温度，；比熵，

9、 化学平衡时的自由焓、化学反应自发进行的自由焓变化？

10、 元素的标准自由焓？是由化合物的构成元素在标准状态下经化合反应生成1mol 的

该化合物时自由焓的增量

11、 何谓反应级数、净反应速度？由质量作用定理关系可知，反应速度与反应物浓度存

在着一定的量级关系。浓度因子[A]及[B]的指数和(a+b)及[C]和[D]的指数和(c+d)，称之为反应级数。◇ 对于基元反应，正向净反应速度为正向反应速度与逆向反应速度之差。 对于由多个基元反应构成的复杂反应，某一化合物的 净反应速度等于该化合物在各个基元反应中的消耗 速度与生成速度的代数和。与反应机理有关

12、 何谓活化能？活化能对化学反应速率的影响如何？活化粒子与普通分子平均能量

之差称为活化能。

13、 阿累尼乌斯定律？阿累尼乌斯对反应过程经过大量实验，发现其比反应速度常可由

下式表示：

和E是由反应特性决

定的两个常数；◇ E与反应温度及浓度无关；◇ A与温度（有时甚至压力）有关

14、何为连锁反应？燃烧反应通常由若干相继发生或相继又平行的基元反应组成，这种

反应如链环一样，紧密联系在一起，被称为链锁反应

15、链锁反应的基本过程？链的开始（即由起始分子借热、光等外因生成自由基的反应。

在这个反应过程中需要断裂分子中的化学键，因此它需要的活化能与断裂化学键所需的能量是同一个数量级）链的传递（由自由原子或自由基与饱和分子作用生成新的分子和新的自由基（或原子），这样不断交替，若不受阻，反应一直进行下去直至反应物被耗尽。由于自由原子或自由基有较强的反应能力，故所需活化能一般小于40kJ/mol。）链的终止（chain termination）（当自由基被消除时，链就终止。断链的方式可以是两个自由基结合成分子，也可以是器壁断链）

16、直链反应和分支链反应及各自特征? 在直链反应过程中的每一步只产生一个活化

中心，由这个活化中心再与反应系统中的反应物作用，生成生成物与新的活化中心‥‥‥如此不断地进行，直到反应完成或链反应中断为止。在反应链中（基元反应）每消耗一个自由基就产生一个以上新的自由基，由它们去进行下一步链环反应。如此繁殖下去使反应速度呈几何级数的增速发展，反应能迅速地进行甚至达到爆炸的程度

17、倍增因子、直链反应的倍增因子、分支链反应的倍增因子大小？倍增因子：表示自

由基在链反应周期过程中增长的倍数。在分枝链反应过程中，有些步骤能产生2个自由

基，但有些步骤只能产生一个自由基，分枝链反应的倍增因子为12

α

<≤

直链反应的倍增因子为

1α=

18、活化分子碰撞理论与链锁理论的基本差异是什么？

19、自由射流、射流射程？射流不受固体壁限制，喷向无限大空间，而且射流与周围介

质具有相同的物理属性。直流射流：射流不旋转，切向速度为零。等温射流：射流温度梯度不变化。截面上轴向速度衰减至wm=0.05w0时，射流所经过的距离。

20、自由涡与固体涡的切向速度？自由涡（自由旋转射流）漩涡的旋转流动依靠流体内

部的位能变化（静压差）而产生，流体外加扭矩为零，如为理想流体，忽略摩擦损失，不同半径上流体微团的动量矩守恒，故称自由涡。特点：切向速度与半径成反比；流线虽然是同心圆，但各流体微团并没有绕自身轴线的自转运动，即自由涡是“无旋”圆周运动；不适合r=0的情况04-77w r =常数（）

漩涡或旋转流动中心有个半径为R 的涡核，涡核内的流体绕中心O 点按固体旋转规律

旋转，故称固体涡。w r w r θθω

ω=?---切向速度；半径；

流体微团绕轴旋转角速度；固体涡的切向速度与半径成正比；在涡核边界上切向速度达到最大值

21、 旋流强度定义、计算公式、强旋流与弱旋流的划分？

自由旋转射流中，旋转动量矩及轴向动量是守恒的

()R 0G 24-79x w r w rdr θθρπ=

=?常数（） R

00M 224-80R

x x x x w w rdr p rdr w w p θρππ=+=-??常数（）

式中：、、旋转射流某轴向截面处的

轴向和切向速度及静压；

弱旋转射流——旋流强度小于0.6的旋转射流。特征：轴向速度为正，不产生内回流区 强旋转射流：旋流强度大于0.6的旋转射流。特征为：随着旋流强度增大，沿轴向反向压力梯度不断增大，以至于不能被沿轴向流动的流体质点动能所克服，形成内回流区

22、 旋转射流的作用（火焰稳定）？在燃烧技术中，所采用的旋转射流基本均为强旋转

射流， 以便产生内部回流区，卷吸高温烟气并回流到火焰根部，起到稳定火焰的作用。

23、 计算题：燃烧反应燃烧焓的计算

第五章气体燃料的燃烧

1、气体燃料的燃烧基本过程、影响气体燃料燃烧的主要因素？◇气体燃料的燃烧基本过

程：（1）燃气与空气的混合阶段；（2）混合后的可燃气体混合物的加热和着火阶段；（3）完成燃烧化学反应阶段。影响气体燃料燃烧的主要因素不是燃烧反应速度，而是燃气与空气的混合速度

2、燃气燃烧的两种类型（或三种）？预混燃烧（半预混燃烧）；扩散燃烧

3、预混气体燃烧及半预混燃烧（无焰燃烧、半无焰燃烧）？预混气体燃烧：燃气和空气预

先混合后送入燃烧室燃烧。半预混燃烧：预混气体中氧化剂的含量小于燃气所需要的全部氧化剂的数量；一次空气系数：燃烧前已与燃气混合的空气量与该燃气的理论空气量之比，用α1表示；半预混燃烧0<α1<1.全预混燃烧α1>=1. 无焰燃烧：预混火焰，燃气和空气预先混合均匀，燃烧速度取决于着火和燃烧反应速度，火焰没有明显的轮廓；半无焰燃烧：半预混火焰

4、气体扩散燃烧? 燃气和空气预先不混合，通过各自的通道进入燃烧室燃烧，燃气与空气

边混合边燃烧，其燃烧速度受气体扩散速度的限制，因而称为气相扩散燃烧。

5、预混气体燃烧着火方式？自燃：预混气体由于自身温度的升高导致化学反应自行加速而

引起的着火；点燃：由于外界能量的加入，而使预混可燃气体的化学反应速度急剧加快引起的着火；

6、热自燃理论？◆热自燃：热自燃是由热爆燃引起，既由于系统内热量的积聚，使温度

升高，引起化学反应速度按阿累尼乌斯指数规律迅速增加；

7、◆链锁自燃：链锁自燃是由链锁爆燃引起的，即分枝链锁反应的爆燃

8、热自燃的必要条件及物理意义

物理意义：只有当温度升高而使反应速度的增加速率超过因燃料消耗而引起反应速度的下降速率时，预混可燃气体在绝热条件下才会发生热自燃

9、着火温度？发生热自燃时的温度为着火温度

10、热自燃着火的机理是什么？（感觉是问题6和8的综合）

11、着火温度是可燃物本身的物性参数吗？为什么？着火温度不是物性参数；着火温度

与系统具体的热力条件有关，即使同一种预混可燃气体，着火温度也会因所处系统的

散热不同而不同。

12、何谓热自燃着火的感应期？当初始温度远远高于着火温度时，是否还存在感应期？

为什么？自然着火的感应期：预混可燃气体从初始温度加热到着火温度所需的时间13、自燃与点燃的区别与联系是什么？相同点：点火与自燃着火本质一样，都是化学反

应自动加速的结果；区别：点火时先是一小部分可燃混合物着火，然后靠燃烧（火焰前沿）的传播使可燃混合物的其余部分达到着火燃烧，自燃着火是所有的可燃混合物一起着火

14、常用的点火方式有哪些？炽热物体点火的临界条件是什么？1）炽热的物体点燃方

法；用热辐射等方法使耐火砖灯加热成炙热物体作点火源；（2）电火花或电弧点燃方法；

电火花作点火源，由于能量较小，不适于温度低、流速大的场合；（3）小火焰点燃方法；

工业、日常最为常用，如火柴点火；（4）高温气体点燃方法；利用回流高温燃烧烟气点火；（5）压缩点燃方法？柴油机中，利用活塞压缩将空气压缩到很高压力，使其温度高于燃料着火点点火；

15、着火浓度界限？在一定的压力或温度下，并非所有可燃混合气成分（浓度）都能着

火，而是存在一定的浓度范围，超出这个范围，混合气便不能着火，这个浓度范围称为着火浓度界限

16、影响着火浓度极限的因素有哪些？如何影响？温度：可燃预混合物的初始温度愈

高，浓度界限愈宽；原因是：提高了放热率，而对散热影响不大；初始温度主要使上限提高，对下限影响不大。流速：流速越大，着火范围越小，越不容易点燃；影响主要是对于放热系数有关的Nu数；掺杂物：可燃气体中掺入一定量的不可燃气体（N2,CO2等），着火范围变窄。掺入过多，甚至无法点燃；原因：主要是影响放热速度和火焰传播速度

17、何谓火焰传播？当可燃混合气体某一局部被点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，

火焰面燃烧产生的热量将加热临近层的混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层

一层的着火燃烧，把燃烧扩展到整个混合气体，这种现象称为火焰传播

18、火焰点燃的临界条件是什么？

19、火焰传播速度是否就是火焰移动的速度？为什么？

20、影响火焰传播速度的因素有哪些？如何影响？①可燃混合物性质；热扩散系数、

燃烧温度、化学反应速度增大，都会使传播速度增大②过剩空气系数：一般最大 SL 对应于n=1，但空气为氧化剂的一般小于1，大约在n=0.96左右；③压力: SL ∝ pm，

m—刘易斯指数，（Lewis. B）SL<50cm/s，m<0，随p增加而减小；50cm/s100cm/s，m>0，随p增加而增加；④可燃混合气初始温度：随着该温度增加而增大；⑤可燃混合气中惰性气体：惰性气体增加，传播速度减小

21、如何利用本生灯测量火焰传播速度？稳定的火焰面上内锥表面各点的层流火焰传

播速度与气流速度在火焰锥表面法向分速度相等

21、湍流火焰与层流火焰之间区别与联系是什么？2、层流与湍流燃烧前沿的区别与联系（1）区别：影响传播速度的因素：层流：预混气体的物理性质（λ、n、T0、富氧）湍流：不仅与气体的物理性质，更与流动状态有关。

前沿面形状：层流：薄、平；湍流：厚，紊乱模糊，弯曲皱褶，伴有噪声和脉动。（2）联系：传播基本原理相同，湍流燃烧前沿传播速度用类似层流的概念来定义的。

22、表面皱折理论与容积理论的区别是什么？表面皱折理论要点：★湍流的脉动作用使火焰前沿发生弯曲与皱褶，显著增大了已燃气体与未燃气体的接触焰锋表面积，使反应速度加快，从而使火焰传播速度增大。★湍流作用同时使得热传导速度及活性物质扩散速度加快，也促使传播速度增大：★湍流的脉动使得燃气与燃烧产物快速混合，使火焰本质上成为均匀可燃混合物；容积理论要点：★湍流对燃烧的影响以扩散为主。由于这种扩散如此迅速，以致不可能维持层流火焰结构，已不存在将未燃燃气与已燃气体分开的火焰面；

★每个湍流的气团内温度、浓度是均匀的，不同气团的温度和浓度不同；

★气团燃烧反应快慢不同，达到着火条件的燃烧，未达到的在脉动中被加热并达到着火点燃烧；★火焰不是连续的薄层，到处都有；★各气团互相渗透混合，不时形成新微团进行容积化学反应

23、预混火焰稳定的2个基本条件？等速流动的火焰稳定的条件之一：火焰传播的速度与新鲜混和气的流动速度大小相等，方向相反。第二个基本条件：在火焰的根部必须有一个固定的点火源，而且该点火源具有足够的能量

24、回火、脱火现象？

火焰前沿会向新鲜可燃物方向移动，这种现

火焰前沿会向燃烧产物方向移动，产生吹熄或脱火25、扩散燃烧的燃烧时间、动力燃烧与扩散燃烧特征？

燃烧时间：

(574)

mix ch

mix

ch

τττ

τ

τ

=+-

-

-

气体燃料与空气混合时间；

燃料氧化的化学反应时间；

动力燃烧：混合扩散时间与氧化反应时间相比很小可忽略，燃烧过程受化学反应动力学

因素控制

,

mix ch ch ττττ≈

扩散燃烧：混合扩散时间大大超过氧化反应时间，燃烧过程主要取决于流体力学的扩散混合

因素。

,

mix ch mix ττττ≈

26、工程上稳定火焰的方法有哪些？因一般射流速较高，采用钝体稳焰器或者旋流式稳焰器等在喷口附近建立高温烟气环形或中心回流区进行稳焰

27、扩散火焰稳焰条件？1、存在固定点火源（高温回流区）； 2、点火源具有足够能量点燃新鲜来流可燃气； 3、新鲜可燃混合气组成在着火极限范围内

28、火焰稳定器优良的2个判据？（1）具有较高的吹熄速度；（2）实现稳定燃烧的混合气浓度范围宽广

29、燃烧装置中形成回流区的目的是什么？通常采用哪些措施来形成回流区？气流由旋流器与主燃孔进入所形成的逆流区。其中充满高温燃烧产物可提供自动点火源，回流区的低速区用于稳定火焰，增加可燃混气停留时间，有利于提高燃烧完全度。采用钝体稳焰器或者旋流式稳焰器等在喷口附近建立高温烟气环形或中心回流区。

第六章液体燃料的燃烧

1、液体燃料的燃烧特点？燃烧特点：先蒸发气化为油蒸汽，进而进行均相扩散燃烧；既不

同于气体燃料的均相燃烧，亦有别于固体燃料的异相燃烧。

2、液体燃料燃烧的几种方式？燃烧方式（以着火前蒸发与气化特点划分）液面燃烧：主要

是事故燃烧（油罐着火、海面浮油火灾）；灯芯燃烧：主要是家庭民用（煤油炉、煤油灯）；蒸发燃烧：液体燃料通过蒸发管道，利用燃烧放出的部分热量加热管道中燃料使其蒸发，然后像气体一样燃烧；（轻质液体燃料，汽油机蒸发器）；雾化燃烧：工程实际中主要液体燃料燃烧方式。

3、液体燃料的燃烧过程（三个）？蒸发：较慢。混合：较快。燃烧：速度高

4、什么叫液体燃料的雾化燃烧？利用各种形式的雾化器将液体燃料破碎雾化为大量的直

径为几微米到几百微米的小液滴，并使它们悬浮在空气中边蒸发、边混合，边燃烧；雾化使燃料表面积增加了上千倍，有利于液体燃料蒸发和迅速燃烧；

5、油滴完全蒸发时间和液滴直径的关系？

油滴蒸发所需时间

油滴完全蒸发时间

蒸发时间只是油滴初始直径平方的函数。因而要求具有较小的雾化粒度

6、单个油滴燃烬时间与液滴直径的关系？当油滴直径d=0时，则可求得油滴燃尽时间为

的平方成正比;

7、为什么液体燃料要进行雾化且雾化液滴的直径越小越好？液体燃料雾化质量（雾化颗粒

大小）对其燃烧过程具有决定性影响，燃烧质量的好坏主要取决于雾化质量。由于油滴蒸发所需时间与油滴燃烬所需时间都与油滴初始直径的平方成正比油滴越小所需蒸发时间和燃烧时间也就越小。

8、油滴群燃烧的两种方式分别是什么？☆滴间燃烧：油滴群间平均统计距离较小，油滴

火焰面半径比油滴半径又大很多时，每个油滴不能保持自己单独的球状火焰面，油气混合物在油滴间进行均相燃烧；滴状燃烧：油滴群间平均统计距离大于油滴直径的20倍时，着火后的油滴可保持自己单独的球状火焰面，与单个油滴的燃烧相同；

9、液体燃料的雾化过程和目的？雾化过程：（1）液体燃料从喷嘴中喷出，分散成薄片状

液膜或流股；（2）由于液体初始湍流状态和空气对液体的作用，流股或液膜表面发生弯曲和皱折；（3）在空气压力作用下，流股或液膜变得薄、细，分裂成细丝或者细环流；（4）在液体表面张力的作用下，细丝或细环流破碎分裂成液滴；（5）在表面张力及空气流阻的作用下，液滴继续破碎或聚合。

◆雾化目的：增加单位质量的比表面积，加速液体燃料蒸发气化、混合，保证完全燃烧

10、 雾化方法有哪几种？雾化方法 （1）介质雾化：空气、蒸汽以一定的压力，高速冲

击油流，使其雾化。（2）机械雾化：油流高速旋转，脉动而破裂，同时与介质作用，加强雾化。

11、 影响雾化的因素有哪些？影响雾化的因素（1）油本身压力：油压高，流出速度高，

雾化好 （2）介质压力：介质压力高，冲击力强，脉动大，雾化好（3）雾化喷嘴：喷嘴小，油膜薄，雾化好 （4）旋转强度：旋转强，油膜薄，雾化好（5）油性质：粘度小，雾化好（油温高，粘度小

12、 雾化质量评价指标有哪些？雾化质量评价指标主要有：流量特性、调节比、雾化角、

雾化细度（粒度）及均匀度、流量密度分布、射程、气耗率（介质雾化）等

13、 流量特性、调节比、雾化角、雾化细度（粒度）及均匀度、流量密度分布、射程、

气耗率（介质雾化）？流量特性：油喷嘴单位时间内喷油量随油压变化的规律；相应关系曲线称为：流量特性曲线。雾化角：油雾化炬的张角；大燃烧室：90~120度；小燃烧室：50~80度；雾化细度和均匀度：燃油雾化后形成的雾化炬中油滴粗细程度； 雾化性能及质量最重要的指标之一。调节比是指在保证雾化质量前提下，在运行压力范围内油喷嘴的最大质量流量与最小质量流量的比值。气耗率是介质雾化喷嘴的性能参数，是指单位时间内雾化介质的质量与喷液质量之比，即气液质量比。（ 在保证雾化质量前提下，尽量降低气耗率气耗率过高的缺点气耗率高电能消耗高； 易引起低温受热面腐蚀； 使得排烟损失增加；对着火和燃烧也不利。

14、 质量中间直径、索太尔平均直径及其表示公式？质量中间直径（d50或dMMD ）是一

假定直径，即油滴群中大于或小于这一直径的两部分油滴的总质量相等

5050(618)d d d d M

M ><=-∑∑ 索太尔平均直径（dSMD ）是假定油滴群中每个油滴直径相等时，按照所测得的所有油滴总体积和总表面积计算出的油滴直径，也称体面积平均直径；

∑==2

2

i i SMD d N d N S ππ

N——燃油雾化后油滴的总颗粒数；

Ni——直径为di的油滴数。

15、配风器及其特别需要关注的问题？在火焰根部要有足够的空气供应，以免燃油受热

时因氧气不足而裂解为炭黑（结焦）。

16、配风的基本原理？基本原理：就是在油滴群不同燃烧阶段适时、适量的分级供风，

以确保燃油在炉内及时着火、燃烧、燃烬。

配风器需要满足的要求：

（1）必须及时供给适量的根部风；主要目的是避免和减少油雾着火前热解炭黑的产生，必须使一部分空气先混入油雾。这部分空气也称为一次风；一般为：15%~30%；注意：一次风不能过量，过多空气供入这一区间，会影响回流区形成，或因风速过高，破坏着火条件；第七章固体燃料的燃烧

1、煤燃烧过程（5个步骤）？（1）干燥：100℃左右，析出水分；(2) 热解：约300℃以后，燃料热分解析出挥发分，为气态的碳氢化合物，同时生成焦和半焦；(3)着火：约500℃，挥发分首先着火，然后焦炭开始着火；(4)燃烧：挥发分燃烧，焦炭燃烧。挥发分燃烧速度快，从析出到基本燃尽所用时间约占煤全部燃烧时间的10%；挥发分的燃烧过程为气-气同相化学反应，焦炭的燃烧为气-固异相化学反应；(5)燃烬：焦炭继续燃烧，直到燃烬。这一过程燃烧速度慢，燃烬时间长。

2、影响煤燃烧过程的关键?

3、煤的三种基本燃烧方式?1层状燃烧（火床）2沸腾燃烧（流化床）3悬浮燃烧（煤粉火室燃烧

4、层状燃烧的特点? 将几十毫米大小的煤块置于炉排上形成具有一定厚度的煤层，大部分煤在煤层中燃烧，燃烧过程中煤粒在炉排上静止不动（固定床），或者依靠机械外力而移动（移动床），但不离开炉排。空气通过炉排间的缝隙自下而上流过炉排和煤层，少量细小

的煤粒可能会失去稳定性而析出的挥发分和焦炭不完全燃烧的CO一起，在煤层得上方空间进行燃烧。

4、炉排面积可见热负荷? 单位时间内单位面积炉排上燃料燃烧所放出的全部热量

6、炉排面积可见热负荷大小的影响? 炉排面积可见热负荷越大，炉排面积越小，炉排越紧凑，成本越低；但过度提高炉排面积可见热负荷，要求空气流速亦相应提高燃料层的细小煤粒将被吹起，会造成飞灰中可燃物残留量增加；

7、炉膛容积可见热负荷? 单位时间内单位炉膛容积中燃料燃烧所放出的全部热量

8、炉排通风面积比及其作用? 炉排面上通风孔总面积与整个炉排面积的比值；※炉排通风面积比大小是保证炉排不被烧坏的重要参数。一般f越小，通风孔集中，燃烧最旺区域离炉排较远；反之，较近；此外，f较小时，漏煤率较低

9、常用机械燃烧方式有哪几种？链条炉，往复炉排，振动炉排炉，抛煤机炉

10、对比分析链条炉排燃烧和往复炉排燃烧的优缺点? 链条炉排优点：连续燃烧；机械化加煤、清渣、除灰操作；工作性能高，燃烧效率较高；

缺点：燃料与炉排之间没有相对运动，煤层本身在燃烧过程中扰动较小；拨火人靠人工完成；煤种要求严格，不宜燃烧灰分大、易结焦煤种

往复炉排：

优点：炉排片有规则的往复运动使燃料在炉排上均匀的向前移动，同时对燃料形成搅动，改善了着火条件，有利于燃烧：构造简单、制造方便、质量轻、飞灰少；煤种适应性强；

缺点：漏煤多，密封性不好，机械不完全燃烧多；炉排工作条件差，容易烧坏。

11、煤悬浮燃烧与层状燃烧优缺点分析？煤的悬浮燃烧与层状燃烧的比较：

优越性：（1）煤粉与空气的接触面积大大增加，混合得到了显著改善，加快了着火，燃烧非常剧烈，燃烬率高（2）过量空气过剩系数可以控制的较低，机械不完全燃烧损失减少，