内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:08:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 燃烧化学反应动力学基础

1、 什么叫燃烧？

2、 浓度和化学反应速度正确的表达方法？化学反应速度如何计量？ 3、 什么是单相反应、多相反应、简单反应、复杂反应、总包反应？

4、 质量作用定律的适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解质量作用定律？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。

5、 什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？ 6、 常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？ 7、 试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。 8、 惰性组分如何影响化学反应速率？

9、 Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解Arrhenius定律？ 10、 什么是活化能？什么是活化分子？它们在燃烧过程中的作用？ 11、 图解吸热反应和放热反应的活化能与反应放热（吸热）之间的关系。 12、 什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？ 13、 描述氢原子燃烧的链式反应过程。

14、 试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合编程技术，绘制氢原子浓度随时间变化的图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。并讨论：分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？

15、 烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？什么样的烃类燃烧时更容易发生析碳反应？如何防止烃类燃烧析碳？ 16、 图解催化剂对化学反应的作用。

17、 什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？ 18、 什么是燃料的低位发热量和高位发热量？

19、 试用本章的知识解释，从燃烧学的角度来看，涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？ 20、 过量空气系数（a）与当量比（b）的概念？

21、 燃烧过程中，有几种NOx的生成机理？

第二章 燃烧空气动力学基础——混合与传质

1． 为什么说混合与传质对燃烧过程很重要？ 2． 什么是传质？传质的两种基本形式是什么？

3． 什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导热定律、费克扩散定律）

4． 湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？

5． 试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下，和周围气体换热的Nu数，以及和周围气体进行传质的Nuzl数。 6． 如图所示：

两股射流在大空间中交汇。射流的初始温度T1=60℃，T2=室温20℃，实测xy点的Txy=50℃。气流中的初始浓度为C1=3mol/m3，C2=2mol/m3,求点的xy点的浓度Cxy。

7． 湍流自由射流的主要特征是什么？图解射流断面上的速度分布相似性。 8． 什么是湍流自由射流中心的动量守恒条件？ 9． 自由射流的扩展角与湍流混合强度的关系如何？

10． 把热射流射入冷空间中，和把冷射流射入热空间中，射流的轴线速度、温度差和浓度差衰减的情况有何区别？这对工程燃烧的一次风、二次风参数的选取有何指导意义？

11． 当自由射流中含有固体或液体颗粒的时候，射流特性如何变化？这对工程中固体或液体颗粒的燃烧有何指导意义？

12． 根据以下物理模型，推导旋转射流中心线上负压的值。并解释旋转射流中心回流区的形成原理。

假定旋转射流的横截面如图所示，流体是无粘性流体，流动区域可以划分为两个区域：外围的自由旋转区（可以按势流处理）和中心的刚体旋转区（不能按势流处理），其分界线为r=r1。

13． 什么是旋流强度，其物理意义是什么？旋流强度的计算公式？ 14． 图示无扩口、有扩口的强旋转射流流场的主要特征。 15． 图示钝体流场的主要特征。

16． 两股平行射流湍流混合的强弱取决于那些因素？这些因素主要决定了哪些重要的物理过程？

17． 两股相交射流湍流混合的强弱取决于那些因素？

第三章 着火理论

1. 什么是热着火？什么是链式着火？其区别是什么？热着火需要满足的条件是什么？化学链着火需

要满足的条件是什么？

2. 自燃（自发着火）与强迫着火的区别是什么？为什么自燃温度和强迫点燃温度不是一种燃料的物

性常数？

3. 自燃充分必要条件的两个判据表达式是什么？物理意义是什么？燃料的活化能、系统初始温度、

散热系数、燃料的浓度、容器的体积对自燃温度的影响如何？请图示。 4. 什么是着火的孕育时间？请图示。

5. 图示着火温度与燃料空气混合物的浓度（过量空气系数α）的关系。并解释：1）为什么在点燃气

体燃料的时候必须“火等气”？2）煤矿巷道中发生瓦斯爆炸的原理是什么，如何防范瓦斯爆炸？

6. 什么叫强迫着火？请图示热壁面强迫点燃的临界条件，并解释其物理意义是什么？

7. 试根据强迫点燃温度的方程讨论：1）炽热球体的直径d；2）对流换热Nu数；3）气体的导热系

数；4）燃料的活化能；5）燃料的发热量；6）气流的压力；7）气流的初始温度；对强迫点燃难易程度的影响。

8. 燃用高活性的褐煤的锅炉中，常出现以下现象：一次风温度大约150℃，风管道中漏出的煤粉在

地面堆积，有时能呈现暗红色燃烧的状态（温度大约700℃），而一次风管内的煤粉却不燃烧或爆炸。请用自燃和强燃着火的模型给予解释。

9. 10. 根据零维燃烧热工况的模型，系统的产热率的计算式是什么？系统散热率的计算式是什么？

请图示炉膛容积、燃料流量、燃料发热量、气流初温、炉膛吸热和烟气回流量对系统燃烧稳定性的影响。并讨论，如果一台燃气锅炉燃用的燃料热值降低，在不能改动锅炉主体结构的时候，应该如何改进锅炉的运行状况？如果可以改动锅炉的主体结构，又应该如何改进锅炉的运行状况？ 10. 11. 根据一维燃烧系统的模型，图示以下4种配风方案的升温曲线。1）空气完全由一次风送入；

2）一半的空气从二次风送入，但较早送入二次风；3）一半的空气从二次风送入，但较迟送入二次风；4）二次风也分为两次送入，而且较迟送入。

11. 使用编程语言求解常微分方程的方法，求解零维系统自燃问题： 1）求解对象：系统热平衡方程

k0——频率因子，初值取100.0 E——活化能，初值取1.E5 R——气体常数，初值取8.314

C——可燃混合物中反应物浓度，初值取1.0 n——反应级数，初值取1.0 V——容器体积，初值取1.0

Q——可燃混合物的燃烧热，初值取2.E7

T——容器内可燃混合物温度，初值取与T0相等的数值。 h——散热系数，初值取5.0 S——容器壁散热面积，初值取6.0

T0——容器壁温度，初值取800.0

定解条件：t=0时，T=T0。以上方程描述了一个零维系统的温度从t=0开始随时间变化的过程。 a)使用在第一章已经介绍过的Euler法，求解上述定解条件下的常微分方程，获得系统温度T随时间t的变化曲线。

b)分别令系统初温T0=300、400、500、600、700、800、900、1000、1100（其他参数不变），获得不同初始温度下的系统升温曲线，并讨论系统初温对热自燃过程的影响。

c)分别令散热系数h＝1.0～10.0（T0保持800K），获得不同初始温度下的系统升温曲线，并讨论散热系数对热自燃过程的影响。

2）【自选作业】以上方程没有考虑燃料浓度随反应进程的变化，也没有考虑氧气浓度的影响，假定燃烧反应的化学平衡式为，考虑了以上两个因素的控制方程可以改写成以下形式

定解条件：t=0时，T=T0，CF,0=1.0 ，CO2,0=1.0。

a)求解上述定解条件下的常微分方程，获得系统温度T随时间t的变化曲线。

b)求解不同燃料和氧气配比情况下的系统温度T随时间t的变化曲线。即，保持燃料和氧气的初始浓度CF,0+CO2,0=2.0，分别令CF,0=0.1~1.9，CO2,0=2.0-CF,0，并根据这一组求解结果讨论发生热自燃的燃料浓度限问题。

c)变化系统初始温度T0、散热系数h，可以绘制出一组横坐标为燃料初始浓度，纵坐标为系统热自燃温度的U形曲线图。

重要提示：由于使用Euler法求解燃料浓度CF和氧浓度CO2的时候，可能出现浓度数值减少到负值从而使得求解结果变得不合理的情况。因此必须在程序里面限定，一旦浓度的数值CF≤0或CO2≤0，则强行令CF=0或CO2=0。