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第1章 燃烧热力学1

1.1 热力学基本概念1

1.1.1 强度量和广延量1

1.1.2 理想气体状态方程1

1.1.3 状态的热方程——内能和焓1

1.1.4 理想气体混合物2

1.1.5 化学当量比3

1.1.6 绝对焓和生成焓4

1.2 热力学第一定律及其在燃烧系统中的应用5

1.2.1 燃烧焓和热值5

1.2.2 绝热燃烧温度7

1.3 热力学第二定律及其在燃烧系统中的应用10

1.3.1 热力学第二定律及平衡条件10

1.3.2 化学平衡11

习题13

参考文献13

第2章 化学反应动力学15

2.1 总反应与基元反应15

2.2 质量作用定律、反应级数和反应分子数16

2.3 基元反应速率17

2.3.1 分子反应与碰撞理论17

2.3.2 基元反应类型21

2.4 多步反应机理的反应速率22

2.5 净生成率23

2.6 反应速率常数与平衡常数24

2.7 动力学近似25

2.7.1 准稳态近似25

2.7.2 单分子反应机理29

2.7.3 链式反应和链式分支反应30

2.7.4 化学特征时间尺度31

2.7.5 局部平衡近似33

习题34

参考文献35

第3章 预混气体着火理论36

3.1 热着火机理36

3.1.1 闭口系统着火机理36

3.1.2 开口系统着火机理38

3.1.3 着火界限42

3.2 链式反应着火机理43

3.2.1 链式反应着火临界条件43

3.2.2 链式反应着火界限44

3.3 热力点火模型45

3.3.1 局部热力点火45

3.3.2 热射流（火焰）点火47

习题48

参考文献48

第4章 预混燃烧49

4.1 层流预混燃烧49

4.2 层流火焰模型51

4.2.1 基本假设51

4.2.2 控制方程51

4.2.3 求解过程53

4.3 层流火焰特性及其影响因素56

4.3.1 火焰速度56

4.3.2 火焰层厚度57

4.3.3 压力对火焰传播速度的影响58

4.3.4 化学当量比对火焰传播速度的影响59

4.3.5 燃料类型对火焰传播速度的影响59

4.4 湍流预混燃烧59

4.5 湍流火焰速度60

4.6 湍流预混火焰结构特征60

4.7 湍流火焰模式60

4.7.1 湍流预混火焰模式判据60

4.7.2 丹姆克尔数61

4.7.3 皱褶层流火焰模式62

4.7.4 分布反应模式63

4.7.5 旋涡小火焰模式64

4.8 湍流预混火焰的稳定性65

习题66

参考文献66

第5章 扩散燃烧68

5.1 层流扩散68

5.1.1 层流扩散火焰结构68

5.1.2 控制方程及求解70

5.1.3 射流火焰特性73

5.2 几种常用火焰燃烧器火焰特性75

5.3 碳烟特性78

5.4 湍流扩散火焰78

5.4.1 控制方程79

5.4.2 湍流扩散火焰长度80

5.4.3 火焰的抬升与吹熄82

习题83

参考文献84

第6章 固体燃料的燃烧85

6.1 非均相反应85

6.2 碳的燃烧86

6.2.1 碳的燃烧反应过程86

6.2.2 单模模型87

6.2.3 双膜模型93

6.2.4 碳粒燃烧时间98

6.3 煤的燃烧99

6.3.1 煤燃烧的特点99

6.3.2 煤燃烧的方式100

习题101

参考文献102

第7章 液体燃料的燃烧103

7.1 概述103

7.2 单个液滴的蒸发103

7.2.1 基本假设104

7.2.2 气相部分104

7.2.3 液滴寿命106

7.3 单个液滴的燃烧107

7.3.1 假设108

7.3.2 问题的表述109

7.3.3 质量守恒109

7.3.4 组分守恒109

7.3.5 能量守恒111

7.3.6 总结和求解114

7.3.7 燃烧速率常数和液滴寿命115

7.3.8 扩展到对流条件116

习题117

参考文献117

第8章 燃烧污染物的生成和控制119

8.1 概述119

8.2 排放的量化描述121

8.2.1 排放因子121

8.2.2 折算浓度121

8.3 氮氧化物的生成机理及控制措施123

8.3.1 氮氧化物的生成机理125

8.3.2 影响煤粉炉内氮氧化物生成的因素128

8.3.3 氮氧化物的生成控制措施130

8.4 CO2的捕集、封存和利用简介132

8.4.1 CO2的捕集和封存133

8.4.2 CO2的利用135

习题138

参考文献138

第9章 燃烧学研究前沿简介140

9.1 富氧燃烧140

9.1.1 富氧燃烧技术的理论基础140

9.1.2 中国富氧燃烧技术发展历程142

9.2 化学链燃烧144

9.2.1 化学链燃烧的技术原理144

9.2.2 化学链燃烧技术的研究现状145

9.2.3 化学链燃烧技术的进一步应用149

9.3 微小尺度燃烧150

9.3.1 微小尺度燃烧的应用151

9.3.2 微小尺度燃烧面临的挑战153

9.3.3 微小尺度燃烧的稳燃方法154

参考文献157

附录159

表A.1 一氧化碳（CO），Mr＝ 28.010kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝－110 541 kJ·kmol－1159

表A.2 二氧化碳（CO2），Mr＝44.011kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝－393 546 kJ·kmol－1160

表A.3 氢（H2），Mr＝ 2.016kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0162

表A.4 氢原子（H），Mr＝1.008kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝217 977 kJ·kmol－1164

表A.5 氢氧基（OH），Mr＝17.00kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝38 985kJ·kmol－1166

表A.6 水（H2O），Mr ＝18.016kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝－241 845 kJ·kmol－1，蒸发焓＝44 010 kJ·kmol－1167

表A.7 氮（N2），Mr＝ 28.013kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0169

表A.8 氮原子（N），Mr＝14.007kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝472 629 kJ·kmol－1171

表A.9 一氧化氮（NO），Mr＝ 30.006kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝90 297 kJ·kmol－1172

表A.10 二氧化氮（NO2），Mr＝ 46.006kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝33 098 kJ·kmol－1174

表A.11 氧气（O2） ，Mr＝ 31.999kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0176

表A.12 氧原子（O），Mr＝16.000kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝249 197 kJ·kmol－1177

表A.13 C-H-O-N系统的热力学性质拟合曲线系数179

表B.1 碳氢燃料某些性质：（298.15 K和1 atm）180

表B.2 燃料在298.15 K，1 atm，元素的焓为零参考状态下比定压热容和焓的曲线拟合系数182

表B.3 燃料蒸气的导热系数、黏性系数及比定压热容的曲线拟合系数183

表C.1 1 atm下空气的常用性质185

表C.2 1 atm下氮气和氧气的常用性质186

表E.1 各物质的生成焓h ？ f，101.3 kPa，298.15 K187

表E.2 空气中某些可燃物的最低着火温度值189

表E.3 1 atm，室温，可燃性气体与空气混合气的着火界限值189

表E.4 可燃性气体与空气混合的层流火焰传播速度最大值及相应的浓度值（1 atm，室温）190

表E.5 初温25℃，初压1 atm下C-J爆震特征值191

表E.6 某些可燃性气体的爆炸界限（与空气混合）191

表E.7 若干燃料在空气中的物理和燃烧性质192