燃烧工程的基本原理和工艺
燃烧原理及设备 教学大纲
燃烧原理及设备一、课程说明课程编号：100217Z10课程名称：燃烧原理及设备/ Combustion Principle and Equipments课程类别：专业教育课程学时/学分：32/2先修课程：工程热力学、传热学、流体力学适用专业：建筑环境与能源应用工程教材、教学参考书：1.同济大学主编.燃气燃烧与应用. 北京：中国建筑工业出版社.2011；2.吕瀛主编.燃气燃烧设备.重庆：重庆大学出版社.2011。
二、课程设置的目的意义利用燃气代替固体燃料不仅能够节约能源，提高产品质量及数量，实现生产自动化，改善劳动条件，同时能够减轻城市交通运输负担及提高人民生活水平，而且还能防止大气污染，保护城市环境。
所以城市燃气化是城市现代化的重要标志之一。
本课程要求掌握燃气燃烧原理、燃烧器设计、民用燃具设计、燃气在工业炉及锅炉设备中的合理利用与节能措施、热力计算和空气动力计算方法，同时还要求掌握燃气燃烧的自动调节、运行管理和安全技术措施。
三、课程的基本要求知识: 课程要求掌握燃气燃烧原理、燃烧器设计、民用燃具设计、燃气在工业炉及锅炉设备中的合理利用与节能措施、热力计算和空气动力计算方法，同时还要求掌握燃气燃烧的自动调节、运行管理和安全技术措施。
能力: 培养学生将所学专业理论与知识融会贯通，灵活应用于专业实践之中的基本工作能力，获取知识能力、自学能力和创新能力。
素质: 通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，建立从燃气燃烧基本原理到工程设计与应用的思维模式，提升理解工程管理基本素质。
通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、考核方式及成绩评定考核方式采用笔试和测验方式，分平时测试、作业测评和期末考核等；成绩六、大纲主撰人：大纲审核人：。
内燃机原理与构造
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
型号示例：
柴油机 YZ6102Q—六缸直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车
用（YZ为扬州柴油机厂代号）； 12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、
增压、工程机械用； 12VE230ZCZ—12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、
增压、船用主机、左机基本型。 汽油机 （1）1E65F—单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； （2）12V135ZG—12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水
轿车柴油机(55KW/4200rpm)
全铝结构（气缸盖、气缸体、 曲轴箱） 贯穿螺栓强化整机强度 刚度 四气门，双顶置凸轮 (DOHC) 直喷，增压中冷 可变截面增压器 （VNT） 共轨燃油喷射系统(CR) 带中冷EGR和进气控制 的空气管理 可变进气涡流（选装） 氧化催化器
柴油机与汽油机比较，各有优缺点（表1-3）
（5）、示功图
ra－进气行程 ac－压 缩行程 czb－做功行 程
z－最高燃烧压力 b－ 做功终点 r－排气终点
Ｐ0－大气压力
2、四冲程柴油机结构特点与工作原理
柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机 相比基本结构特点是没有火花塞，喷油器直 接安装在气缸顶部，向气缸内喷油（图1-7） 其工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在 进气行程，进入气缸的是纯空气，而不是可 燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷 入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴 油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活 塞做功。其着火方式属于压燃式，而不是汽 油机的点燃式。
解耦燃烧技术-概述说明以及解释
解耦燃烧技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在撰写本篇长文之前, 我们首先需要了解解耦燃烧技术的概念和目的。
解耦燃烧技术是一种新兴的燃烧技术，其主要目标是通过优化燃烧过程，实现更高效、更清洁和更可持续的能源利用。
传统的燃烧技术通常是将燃料和氧气混合以产生热能的过程。
然而，这种混合燃烧过程往往会伴随着一些问题，如高温燃烧产生的氮氧化物和硫氧化物排放、燃烧效率低下等。
为了解决这些问题，解耦燃烧技术应运而生。
解耦燃烧技术的核心思想是将燃烧过程分为两个或多个阶段，通过控制各个阶段的燃烧条件来优化能源的利用和燃烧产物的排放。
具体来说，解耦燃烧技术可以通过调节燃料与氧气的混合比例、调节反应温度和控制燃烧速率等方式来实现。
该技术的应用领域非常广泛。
在工业领域中，解耦燃烧技术可以用于燃料电池、内燃机、燃气轮机等能源转换装置的优化设计和控制。
在能源产业中，解耦燃烧技术可以用于燃煤电厂、燃气发电厂等传统能源的清洁转化。
此外，解耦燃烧技术还可以在交通工具、家用电器等领域中得到应用。
综上所述，解耦燃烧技术是一种通过优化燃烧过程，实现高效、清洁和可持续能源利用的技术。
该技术在各个领域的应用正逐渐扩大，有望为我们创造更加环保和可持续的未来。
接下来，本文将详细介绍解耦燃烧技术的原理和应用领域，并总结其优势和未来发展的前景。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对解耦燃烧技术进行概述，介绍解耦燃烧技术的定义、原理和应用领域。
通过引言部分的阐述，读者可以对解耦燃烧技术有一个整体的认识，并对本文的内容有一个初步了解。
正文部分是本文的重点，主要介绍解耦燃烧技术的定义、原理和应用领域。
在2.1节中，将详细解释解耦燃烧技术的定义，包括解耦燃烧技术的基本概念和特点。
在2.2节中，将介绍解耦燃烧技术的原理，包括解耦燃烧技术的工作原理和实现方式。
在2.3节中，将列举解耦燃烧技术的应用领域，包括工业领域和能源领域等。
山东大学工程燃烧学考点整理
第一章：可能出的概念题：1.什么是燃烧？燃烧的分类？每种分类的特征？燃烧是指氧化剂与可燃物混合发生的剧烈化学反应，其过程一般伴随传热传质、发光发烟等现象。
燃烧可分为气相燃烧与固相燃烧，气相燃烧又分为预混燃烧与扩散燃烧，气相燃烧中可燃物与氧化剂均为气体，固相燃烧为表面燃烧，无火焰。
预混燃烧可燃物与氧化剂已提充分混合，燃烧过程只取决于可燃混合气的化学动力过程，扩散燃烧是可燃物在燃烧时才与氧化剂混合，取决于摻混速度。
此外还可以分为表面燃烧、阴燃、蒸发燃烧、分解燃烧等等2.什么是火焰？火焰的分类有哪些？火焰是指发生燃烧反应的气体所占据的空间区域。
火焰可分为预混火焰与扩散火焰等等3.热力学第一定律表达式？简单表述：Q=U+W4.热效应的概念？其中应重点注重的条件有哪些？热效应是指，在定容定压条件下，物质进行反应时不做非体积功，且产物与反应物温度相同，这种情况下反应放出的热量。
重点注意定容定压（体积功=0）、不做非体积功（Wa=0）、产物反应物温度相同（不因为比热容吸收热量）5.生成焓、反应焓、燃烧焓的概念？并注意其中的条件？生产焓是指稳定单质或元素在定压条件下反应生成1mol化合物时的热效应。
反应焓是指某些化合物与化合物或元素在任意温度下进行单位反应产物和反应物的焓差（注意，这些概念末尾的写法都是有说法有讲究的）。
燃烧焓是指1mol化合物完全燃烧时对应的焓差。
注意：因为反应焓与燃烧焓的反应物与产物有可能都是化合物，所以要说焓差，而生成焓的反应物是单质，单质的生产焓为0，故说“热效应”。
*6.拉瓦锡——拉普拉斯定律解释？化学反应的生成焓等于分解焓，符号相反。
*7.盖斯定律描述？无论化学反应是分一步还是多步进行的，其热效应相同。
*8.基尔霍夫定律描述？（写公式）这一定律表明了什么的关系？表明了反应焓随温度的变化规律9.热力学第二定律的两种表述？何为孤立系统熵增原理？克劳修斯表述：热量不可能从低温物体传向高温物体而不产生其他任何影响。
《消防燃烧学》讲义(DOC)
第一部分绪论第一节前言一、《消防燃烧学》课程的形成与发展背景所谓燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象，在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，就是火灾，它是最常见的灾害之一。
消防燃烧学是研究火灾的发生、发展和熄灭的基本规律，以及防火、防爆和灭火的一般原理的科学。
现在在世界范围内，不仅火灾发生的频率增加，而且火灾向着多样化、复杂化的方向发展，由其引起的直接损失及其防治费用均呈上升趋势。
仅在我国，每年发生火灾十几万起，有6 千人死于火灾，直接经济损失高达50 亿以上。
因此，预防和控制火灾对保障人民生命财产的安全具有极其重要的意义。
为了预防和控制火灾，不仅要增加监测和扑救的人力和装备，更要研究火灾燃烧发生、发展和熄灭的基本规律及防火、防爆和灭火的一般原理，把火灾防治建立在对火灾燃烧过程科学认识的基础上，为火灾的预防与控制提供理论指导和基础数据，以不断适应当今消防科技发展进程中火灾认识科学化和火灾预防与控制工程化这一深刻变革，顺应新形势下消防工作对高素质、专家型人才培养的要求。
所有这些，为《消防燃烧学》课程的形成与发展提供了深厚的现实背景。
二、《消防燃烧学》课程的主要内容1、物理、化学基础——包括燃烧反应速度、热量传递和物质传递理论以及燃烧有关参数的计算等内容。
2、着火、灭火理论——包括可燃物着火方式、热着火理论、链锁反应理论、着火和灭火条件、着火感应期、最小引燃能以及火焰传播等内容。
3、可燃物质燃烧特点——包括可燃气体爆炸条件、爆轰理论、有关参量计算及其预防措施；可燃液体闪燃规律、石油及其产品着火后的沸溢和喷溅问题；可燃固体的燃烧模式、阻燃机理、粉尘和火炸药爆炸问题。
4、室内火灾燃烧特征——包括室内火灾燃烧的主要特点、发展阶段、轰燃的本质与特点、烟气的流动特征、室内火灾过程的计算机模拟、火灾模化相似理论等。
5、火灾燃烧实验技术——包括各类可燃物质燃烧或爆炸的特性及有关参数测定；火灾模化实验；计算机模拟技术，等等。
沸石转轮浓缩+催化燃烧技术处理VOCs
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------设计单位：江苏山淼环境工程有限公司沸石转轮浓缩催化燃烧技术处理VOCs(简单.高效.经济.)江苏山淼环境工程有限公司中国盐城随着我国经济的快速发展，有机挥发性物质VOCs大量产生，近年来，挥发性有机物(VOCs)已成为我国大气污染物的主要来源之一，这对人类的健康和生态系统的平衡造成了极大的威胁，VOCs的末端治理工作引起了社会的广泛关注。
在现有单一末端治理技术基础上，对适合于大风量、低浓度VOCs 的吸附浓缩-催化燃烧组合技术的原理、工艺流程、研究现状及发展前景进行了具体论述。
通过不同末端治理技术的对比，发现单一末端治理技术难以有效实现VOCs的减排控制，而组合末端治理技术具有净化率高、投资成本少、能耗低、无二次污染等优势，已成为目前研究的热点。
其中吸附浓缩-催化燃烧技术已经取得广泛应用，其他新兴组合技术还有待研究与创新。
本工作指出了我国VOCs末端治理技术存在的主要问题及今后的发展方向。
咨询了解：l8O-5l55-B2221VOCs简介VOCs(volatile organic compounds),是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50~260°C以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体，是----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------普遍存在且组成复杂的一类有机污染物的统称。
燃烧工程师资格证书
燃烧工程师资格证书燃烧工程师是在能源、环保等领域从事燃烧设备的设计、运行、维护和优化等方面工作的专业技术人员。
为了成为一名合格的燃烧工程师，需要具备一定的理论知识和实践技能，并取得相应的资格证书。
以下是关于燃烧工程师资格证书的主要内容：一、燃烧基础理论燃烧工程师需要掌握燃烧的基本原理，包括燃烧反应、火焰传播、燃烧温度等方面的知识。
此外，还需了解燃烧过程中的化学反应机理、燃烧产物的形成和排放等方面的知识。
二、燃料种类与特性燃烧工程师需要了解各种燃料的性质和特点，包括固体、液体和气体燃料，以及生物质和垃圾衍生燃料等。
掌握不同燃料的热值、化学组成、燃烧特性等方面的知识，对于合理选用和优化燃烧设备具有重要意义。
三、燃烧设备设计燃烧工程师需要具备燃烧设备的设计能力，包括燃烧室、喷嘴、点火装置等的设计。
能够根据不同燃料和工艺要求，设计出高效、低污染的燃烧设备是燃烧工程师的重要技能之一。
四、燃烧效率优化提高燃烧设备的效率和稳定性是燃烧工程师的重要任务之一。
了解各种因素对燃烧过程的影响，如燃料供给方式、空气配比、燃烧温度等，并掌握相应的优化方法，是实现高效低污染燃烧的关键。
五、环保排放控制随着环保意识的不断提高，燃烧工程师需要了解各种环保法规和排放标准，并具备环保排放控制方面的知识。
能够设计和实施各种烟气处理和排放控制技术，以满足环保要求。
六、安全操作规程燃烧工程师需要掌握安全操作规程和安全防护知识，确保燃烧设备的运行安全。
了解各种紧急情况的处置方法和应急预案，能够有效地预防和处理各种安全事故。
七、故障诊断与维护为了确保燃烧设备的正常运行，燃烧工程师需要具备故障诊断和维护方面的技能。
能够快速准确地识别和排除设备故障，并根据需要制定设备维护和检修计划。
掌握各种维修工具和技术，能够对燃烧设备进行定期的检查和维护。
八、能源管理知识燃烧工程师需要了解能源管理方面的知识，包括能源的分类、能源效率的评价方法、节能技术等。
能够根据实际情况制定节能方案并实施，提高能源利用效率，降低能源消耗成本。
燃烧数值模拟方法与应用
燃烧数值模拟方法与应用燃烧数值模拟是一种基于数学和物理原理的计算方法，用于模拟和预测燃烧过程中的各种现象和参数变化。
它通过数值计算和模拟，可以提供对燃烧过程中温度、压力、速度、物质浓度等关键参数的准确预测和分析，为燃烧技术的研究和应用提供了重要的工具和方法。
燃烧是一种氧化反应，通过氧气与燃料之间的化学反应产生热能。
在燃烧过程中，燃料和氧气在适当的温度和压力条件下发生燃烧反应，产生热能和废气。
燃烧数值模拟的方法主要包括计算流体力学（CFD）和化学动力学模型两种。
计算流体力学是一种数值模拟方法，通过对流体流动和传热过程进行数值计算和模拟，来预测和分析燃烧过程中的温度、速度、压力等参数的变化。
它基于质量守恒、动量守恒和能量守恒方程，结合适当的边界条件和初始条件，通过离散化的数值方法进行求解。
计算流体力学方法可以有效地模拟和预测燃烧过程中的流动和传热现象，为燃烧工程的设计和优化提供重要的参考。
化学动力学模型是一种描述燃烧反应过程的数学模型，通过建立燃料和氧气之间的反应机理和速率方程，来预测和分析燃烧过程中的化学反应过程和产物生成。
化学动力学模型基于化学反应速率、物质浓度和温度等参数的变化规律，通过求解耦合的化学动力学方程组，来模拟和预测燃烧反应的动力学过程。
化学动力学模型可以提供燃烧过程中各种化学物质的生成和消耗速率，为燃烧反应的机理研究和优化提供重要的参考。
燃烧数值模拟方法在燃烧工程领域有广泛的应用。
首先，它可以用于燃烧设备的设计和优化。
通过燃烧数值模拟，可以对燃烧器的结构和工艺参数进行优化，提高燃烧效率和环境性能。
其次，燃烧数值模拟可以用于燃烧过程中的污染物生成和传输研究。
通过模拟燃烧过程中的污染物生成和传输，可以评估燃烧过程对环境的影响，为环境保护和治理提供科学依据。
此外，燃烧数值模拟还可以用于燃烧过程中的火灾和爆炸事故的分析和预测，提供安全工程设计和应急管理的参考。
然而，燃烧数值模拟方法也存在一些挑战和限制。
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燃烧工程的基本原理和工艺
燃烧是现代工业生产的基本过程之一，广泛应用于化工、能源、生态环保等领域。
燃烧工程的基本原理和工艺是理解燃烧过程、
提高燃烧效率和降低排放的关键。
一、燃烧的基本原理
燃烧是氧化还原反应，其基本原理是在氧气的存在下，有机物
质被氧气燃烧，产生能量、二氧化碳和水。
燃烧反应的化学方程
式为：燃料+氧气→二氧化碳+水+能量。
燃料的选择对燃烧效率和排放有很大的影响。
理论上，纯烷烃
气体（如甲烷）燃烧生成的二氧化碳和水是最少的，两者的生成
量比例为1:2。
而烷基烃等复杂有机物在燃烧时产生的污染物（如
一氧化碳、氮氧化物、多环芳烃等）相对较多，这些污染物对环
境和人类健康都有不良影响。
二、燃烧的工艺
燃烧工程的实现需要燃料、空气、点火源和反应器（即燃烧器）。
燃烧器的类型和设计直接影响着燃烧效率和排放。
下面介
绍几种常见的燃烧器：
1. 固定式燃烧器：适用于规模较小的燃烧设备，如锅炉、热风炉、干燥炉等。
其优点是结构简单、维修方便、成本低廉，缺点
是燃烧效率不高，存在较大的废气排放。
2. 旋转式燃烧器：适用于需求高效率和高温燃烧的设备，如工
业炉和燃油锅炉等。
旋转式燃烧器采用旋转排风机把燃料和空气
混合，然后引入燃烧室进行燃烧，优点是温度均匀、燃烧效率高，缺点是结构复杂、成本高昂。
3. 流化床燃烧器：使用燃料和空气在流化床中混合，形成类似“沸腾”的状态，实现高效燃烧。
适用于燃料中含有较高的灰分和
水分的场合，如生物质燃烧、煤燃烧等。
优点是热效率高、污染
物排放量低，缺点是设备的投资、运行和维护成本较高。
总之，在燃烧工程中，选择合适的燃烧器和燃料组合、掌握合
理的燃烧条件，可以提高燃烧效率、降低能耗和排放，实现经济
效益和环保效益的双重目标。
三、燃烧的影响因素
燃烧过程受多种因素影响，其中温度、气流速度和燃气浓度是影响燃烧效率和排放的主要因素。
下面对影响因素做一些简单的介绍：
1. 温度：燃烧时所需的温度是决定燃烧效率和排放的关键因素之一。
低温下燃烧反应不充分，产生的二氧化碳和水相对较少，而气体中的污染物数量较多；高温下燃烧反应速度快，燃气中污染物的浓度低，但若温度过高，有可能使燃烧的产物逆转，反而会产生更多的有害物质。
2. 气流速度：适当的气流速度可以帮助混合燃料和氧气，从而使燃烧反应开始迅速。
过高或过低的空气速度都会导致燃烧效率降低。
3. 燃气浓度：燃气浓度是燃料和氧气快速混合和燃烧的主要因素之一。
燃气浓度不足可能会导致燃烧效率不高，而燃气浓度过高则有可能导致过量的有害物质排放。
综上所述，掌握燃烧的基本原理和工艺，选择合适的燃料和燃
烧器，调节合适的温度、气流速度和燃气浓度，可以实现高效率、低排放的燃烧过程，为工业生产带来巨大的经济和环境收益。