11.6最简化模型的扩展…351 11.7小结 362 11.8符号表…………… 353 11.9参考文献… 354 11.10思考题与习题… 356 第12章湍流预混火焰 …357 12.1概述……… 357 81 12.2一些应用 …357 12.2.1火花点火发动机…357 12.2.2燃气轮机… ................ 357 12.2.3工业气体燃烧器…359 12.3湍流火焰速度定义… 360 12.4湍流预混火焰结构……36 12.4.1实验观察…… 361 12.4.2三种火焰模式 363 12.5 褶皱层流火焰模式… 366 12.6分布反应模式 …369 12.7旋涡内小火焰模式………371 12.8火焰稳定 。。年年果年不88年g年甲年市8。。g年年卡中。年g年年年年8男”g年年年 1 12.8.1旁路喷口… 372 12.8.2燃烧器耐火碹口 372 12.8.3钝体…… 373 12.8.4旋流和射流诱导回流流动… 374 12.9小结… 75 12.10符号表… 37 12.11参考文献…… 376 12.12习题 378 第13章湍流非预混火焰 381 13.1概述 381 13.2射流火焰 383 13.2.1总论… 383 13.2.2简化分折 387 13.2.3火焰长度 390
哭 23 13.2.4火焰辐射……395 13.2.5推举和吹熄…399 13.3 其他结构下的非预混火焰…402 13.4小结 405 13.5符号表… 405 13.6参考文献 407 13.7 复习题 … 409 13.8习题…410 第14章固体的燃烧 411 14.1概述 411 14.2燃煤锅炉 14.3非均相反应 412 14.4 碳的燃烧 413 14.4.1 413 14.4.2单膜模型… 414 14.4.3双膜模型… 423 14.4.4碳颗粒燃烧时间……… 428 14.5煤的燃烧 429 14.6其他固体 430 14.7小结…430 14.8符号表 431 14.9参考文献 432 14.10思考题和习题 433 第15章污染物排放 435 15.1概述…435 15.2污染物的危害 …436 15.3排放的定量描述… …437 15.3.1排放因子…438 15.3.2折算浓度…439 15.3.3各种特定的排放测量 …44l 15.4预混燃烧过程的排放…442 15.4.1氨氧化物442 15.4.2一氧化碳… 448 15.4.3未燃烃………448
15.4.4催化后处理技术……450 15.4.5颗粒物………… 451 15.5非预混燃烧的排放 451 15.5.1氮氧化物… 452 15.5.2未燃烃和一氧化碳…… 460 15.5.3颗粒物 461 15.5.4硫氧化物……………… 461 2 15.6小结………… 462 15.7 符号表 15.8参考文献 46 15.9思考题和习题…… 69 第16章 爆震燃烧 472 16.】概述… 472 16.2物理描述 472 16.2.1定义 472 16.2.2主要特征 472 16.3一维分析 473 16.3.1假设… 473 16.3.2守恒定律… 474 16.3.3综合关系式 475 16.4爆震速度 480 16.5爆震波的结构 483 16.6 小结 486 16.7 符号表 486 16.8参考文献 487 16.9习题 488 附录AC什O-N气体系统中的重要热力学性质表 附录B燃料特性 509 附录C空气、氯气，氧气的相关性质 514 附录D二元扩散系数及估计方法。 517 附录E 求解非线性方程的广义牛顿迭代法… 520 附录F碳氢化合物-空气燃烧平衡产物的计算程序… 522 索引… 524
导论 第 1 章 1.1学习燃烧学的动机 正如我们所知，燃烧及其控制对于我们在这个星球上的生存是十分重 要的。1996年，美国消费的能源中大约85%来自于燃烧源：]（表1.1）。 向周围随意一警，就可以发现燃烧在我们日常生活中的重要性。例如，你 的房间或家里的供热若不是直接来自燃烧（燃气或燃油的炉子或锅炉），就 是间接地来自矿物燃料燃烧所产生的电能。美国的电力需求主体上是通 过燃烧来满足的。目前，只有32.7%的电力来自核能和水力发电，超过 半的电力来自煤的燃烧，如表1.2所示山。我们的运输系统几乎完全依赖 于燃烧。1989年，在美国，地面交通和航空业一年烧了3991百万桶各种 石油产品，相当于美国进口和自己生产的石油的2/3。飞机完全由自身 携带燃料的燃烧来提供动力，绝大部分火车的动力也是来自柴油机。近 来越来越多的如割草机、抛树叶机、链锯、振动除草机等采用汽油机来提 供动力 工业生产过程也大量依赖于燃烧。钢铁、铝业和其他金属冶炼工业 都先采用窑炉来生产粗产品，然后在下游工艺中采用热处理炉和退火炉 或其他炉子提高粗产品的价值并转变为最终产品。其他的一些工业燃烧 表1.1美国1996年按能源种类和消费门类的能源消耗量0 能源种类 10“Bu(所占百分比/%) 消费门类10Bu(所占百分比/%) 煤 20.99(22.4) 生活和商业 33.88(36.1) 天然气 22.59(24.1) 工业 35.43(37.8) 石油 35.72(38.1) 运输 24.44(26.1) 核电 7.17(7.6) 水电 3.91(4.2) 其他 3.43(3.7) 总计 93.81(100) 总计 93.81(100) ①数据来源：文献[1门： ②包括木材和废弃物发电、地热，风能、光电和太阳能热利用等： ③由于各项分别四舍五人，故总和可能不等于各部分之和
表1.21996年美国的发电量 能源种类 10亿kW·h所占百分比/% 能源种类 10亿kW·h所占百分比/% 煤电 1735.9 56.4 油 67.9 2.2 核电 674.8 21.9 其他 4.1 0.1 水电 331.9 10.8 天然气发电 263.3 8.6 总计 3077.9 100.0 设施还包括锅炉、炼油厂和化学加热炉、玻璃熔化炉、固体物料烘干机、表面涂层加工，烘 干炉和有机臭气焚烧炉」等，这种例子不胜枚举。水泥制造业也大量使用燃烧产生热 能。1989年美国用来生产水泥熟料回转窑消耗了0.4×105Btu的能源，相当于全年T业 用能的1.4%。目前，回转窑是效率不高的设备，改进这些设备可以有很大的节能 潜力耐。 在帮助我们生产产品的同时，在产品寿命周期的另一端，燃烧又可作为废物处置的一种 手段。焚烧是一项古老的技术，但是由于在人口密集地区填埋场地的限制使其又重新受到 关注。此外，焚烧技术的吸引力还在于其能够为有毒有害废物提供安全妥善的处置。当前， 焚烧地点的确定依然是一个在政治上有争议和敏感的话题。 在简单地回顾了燃烧是如何有益于人类之后，我们现在来看一下燃烧伴随着的不利的 一面一一环境污染。燃烧产生的主要污染物有未燃尽（亦称部分燃尽）的碳氢化合物、氯氧 化物(N()和N(O2)、一氧化碳、硫氧化物(SO,和S),)及各种形式的颗粒物。表1.3列出了 不同的污染物与不同的燃烧设备之间的关系。这些关系在许多情况下服从于法规的要求 初始污染产生的主要问题包括特殊的健康损害、烟雾、，酸雨、全球气候变暖和臭氧减少等。 1940年到1996年美国全国的不同源的污染物产生的趋势如图1.1~图1.5所示6。在这 些图中可以清楚地看出19？0年清洁空气修正案的影响。 表1.3来自不同源的典型污染物 污染物 污染源 未燃烧碳氢化合物氯氧化物 一氧化碳 硫氧化物 颗粒物 汽油发动机 + + + 柴油发动机 燃气轮机发动机 燃煤电站锅炉 天然气燃烧装置