本书主要讲述燃烧学基础理论和燃烧技术，重点介绍生物柴油与二甲醚的燃烧，生物质固型燃料基本特性、预处理、燃烧过程及与煤混合燃烧的特性，生活垃圾及医疗废弃物的焚烧理论及技术，熔融盐循环热载体无烟燃烧理论与技术，燃烧污染物的生成机理与控制技术和二氧化碳减排技术等内容，具有较强的知识性、系统性和技术性。结合每一章所介绍内容，在章节末尾都设计了思考题，有助于加强读者对概念的理解。
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目录
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第1章燃烧学基础1
1.1燃烧技术和燃烧科学的发展1
1.1.1燃烧技术的概述1
1.1.2燃烧科学的发展历程1
1.1.3燃烧技术的应用及研究方法2
1.2化学动力学基础3
1.2.1化学反应速率3
1.2.2化学反应的分类3
1.2.3浓度对化学反应速率的影响4
1.2.4温度对化学反应速率的影响9
1.2.5压力对化学反应速率的影响12
1.2.6链锁反应14
1.3化学热力学基础19
1.3.1反应热效应与燃烧热19
1.3.2化学恰当混合物与化学恰当比21
1.3.3自由能21
1.3.4热化学定律与绝热理论燃烧温度23
思考题与习题23
参考文献24
第2章燃料的着火理论25
2.1燃烧过程的热力爆燃理论25
2.1.1热力爆燃理论概述26
2.1.2爆燃感应期(着火延迟区)32
2.1.3弗朗克-卡门涅茨基失稳分析法33
2.2链锁爆燃理论35
2.2.1链锁爆燃条件36
2.2.2不同温度时分支链锁反应速度随时间的变化38
2.2.3链锁反应自燃感应期的确定39
2.2.4着火半岛现象40
2.3热力着火的自燃范围和感应周期41
2.3.1热力着火的自燃范围41
2.3.2各种参数对着火温度的影响44
2.4强迫着火理论45
2.4.1可燃混合气的强迫着火45
2.4.2实现强迫着火的条件45
2.4.3强迫着火的热理论47
2.4.4常用的强迫着火(点燃)方法49
思考题与习题50
参考文献51
第3章火焰的传播与稳定52
3.1火焰传播的基本方式52
3.2火焰正常传播理论55
3.2.1可燃气体的火焰正常传播55
3.2.2几种火焰传播的理论58
3.3火焰正常传播速度66
3.3.1影响火焰正常传播速度的主要因素66
3.3.2火焰传播界限71
3.3.3火焰正常传播速度的测量72
3.4火焰稳定的基本原理76
3.4.1火焰稳定的条件76
3.4.2火焰稳定的特征79
3.4.3火焰稳定的原理80
3.5火焰稳定的基本方法83
3.5.1小型点火火焰稳定火焰83
3.5.2利用反吹射流稳定火焰83
3.5.3采用旋转射流稳定火焰84
3.5.4利用燃烧室器壁凹槽稳定火焰85
3.5.5利用带孔圆筒稳定火焰86
3.5.6利用流线型物体稳定火焰86
思考题与习题87
参考文献88
第4章湍流燃烧理论及模型89
4.1湍流燃烧及其特点89
4.2湍流气流中火焰传播的表面燃烧模型90
4.3湍流气流中火焰传播的容积燃烧模型93
4.3.1湍流扩散93
4.3.2湍流容积燃烧模型计算95
4.3.3决定湍流燃烧火焰传播速度的实验结果97
4.3.4火焰自湍化理论98
4.4湍流燃烧的时均反应速率和混合分数99
4.4.1时均反应速率99
4.4.2简单化学反应系统102
4.4.3守恒量和混合分数102
4.4.4守恒量之间的线性关系104
4.5湍流扩散火焰的k-ε-g模型105
4.6湍流预混火焰模型110
4.6.1旋涡破碎模型111
4.6.2拉-切-滑模型114
4.7概率密度函数的输运方程模型117
4.8斯波尔丁的ESCIMO湍流燃烧理论118
4.8.1概述118
4.8.2“经历”理论120
4.8.3“统计”理论121
4.8.4分析湍流射流扩散火焰的ESCIMO理论122
思考题与习题128
参考文献128
第5章液体燃料的燃烧131
5.1液体燃料的特性131
5.1.1石油的化学组成132
5.1.2石油的加工及其主要产品134
5.1.3燃料油的物理和化学性能139
5.2液体燃料的燃烧过程概述141
5.2.1液体燃料的燃烧方式141
5.2.2常见的喷雾燃烧系统143
5.3液体燃料的雾化145
5.3.1雾化的过程及机理145
5.3.2雾化方式和喷嘴146
5.3.3液体燃料雾化的性能150
5.4燃料液滴的蒸发152
5.4.1液滴蒸发时的斯蒂芬流152
5.4.2相对静止环境中液滴的蒸发153
5.4.3强迫气流中液滴蒸发的折算膜理论156
5.4.4液滴群的蒸发158
5.4.5液滴非稳态蒸发的数值计算159
5.5燃料液滴的扩散燃烧159
5.5.1相对静止环境中液滴的扩散燃烧160
5.5.2强迫对流环境中液滴的扩散燃烧161
5.5.3液滴扩散燃烧的实验与理论研究163
5.5.4液滴群的燃烧165
5.6喷雾燃烧的理论模型166
5.6.1雾滴燃烧模型166
5.6.2局部均相流模型168
5.6.3分离两相流模型169
5.7工业喷雾燃烧的技术基础173
5.7.1液体燃料喷雾燃烧的组织174
5.7.2喷雾燃烧的合理配风174
5.7.3重质油的燃烧技术176
5.7.4乳化燃料的燃烧技术177
5.8生物柴油的燃烧178
5.8.1生物柴油的性质178
5.8.2生物柴油的热解特性分析180
5.8.3生物柴油燃烧动力学分析181
5.8.4生物柴油的工业应用184
5.8.5生物柴油用作发动机燃料185
5.8.6生物柴油的其他用途185
思考题与习题187
参考文献187
第6章气体燃料的燃烧189
6.1气体燃料的基本性质189
6.1.1单一可燃气体的性质189
6.1.2混合气体燃料的种类和性质190
6.2预混气体的着火和灭火192
6.2.1基本概念和量纲分析192
6.2.2预混气体的着火195
6.2.3预混气体的灭火196
6.3层燃气体燃烧198
6.3.1层流预混火焰198
6.3.2层流火焰的传播基本方程及其近似解198
6.3.3一维层流火焰结构199
6.3.4一维层流预混火焰传播模型201
6.3.5层流扩散火焰206
6.4二甲醚的燃烧206
6.4.1二甲醚简介206
6.4.2二甲醚的生产工艺207
6.4.3二甲醚燃烧化学反应机理208
6.4.4二甲醚燃烧效率分析209
6.4.5二甲醚高效燃烧技术212
6.4.6二甲醚的主要燃料用途213
思考题与习题214
参考文献215
第7章煤的燃烧217
7.1煤的基本性质217
7.1.1煤的种类217
7.1.2煤的分析方法218
7.1.3煤的特性223
7.2煤的着火226
7.2.1煤的着火机制226
7.2.2单颗粒煤的着火226
7.2.3煤粉颗粒群的着火231
7.2.4煤粉气流的着火233
7.3煤的热解及挥发分的燃烧234
7.3.1煤的热解反应过程234
7.3.2热解产物组成237
7.3.3热解模型241
7.3.4挥发分的燃烧244
7.4煤燃烧的物理化学过程246
7.4.1煤焦反应的控制区及煤燃烧的速率246
7.4.2碳的形态与结构248
7.4.3焦炭燃烧过程中的吸附249
7.4.4焦炭燃烧过程中的扩散253
7.4.5先生成一氧化碳还是直接生成二氧化碳254
7.5煤焦的燃烧256
7.5.1表面反应机理256
7.5.2煤焦燃烧过程中外部传质的作用258
7.5.3煤焦燃烧的影响因素261
7.6煤粉燃烧原理与模型263
7.6.1燃烧过程模化研究概述263
7.6.2单颗煤粒燃烧模型266
7.6.3煤燃烧过程中流动、气相反应过程及其模型268
7.7煤粉燃烧数学模型的数值求解方法272
7.7.1离散化方法273
7.7.2差分方程的建立方法277
7.7.3交错网格系统279
7.7.4煤粉火焰求解流程281
思考题与习题282
参考文献283
第8章生物质固型燃料的燃烧284
8.1生物质固型燃料的基本性质284
8.1.1概述284
8.1.2生物质燃料基本特性285
8.1.3生物质固型燃料特有的性质288
8.2生物质固型燃料的预处理290
8.2.1生物质固型燃料加工原理290
8.2.2生物质固型燃料加工工艺291
8.3生物质固型燃料燃烧过程292
8.3.1原生物质燃烧特性292
8.3.2生物质固型燃料燃烧特性293
8.3.3生物质固型燃料燃烧机理293
8.3.4生物质固型燃料燃烧速度的表征295
8.3.5生物质固型燃料燃烧模拟295
8.4煤与生物质的混合燃烧296
8.4.1生物质与煤混合燃烧的分类296
8.4.2生物质与煤混合热重特性分析297
8.4.3生物质与煤混合燃烧燃尽特性299
8.5生物质燃烧灰分的形成及利用300
8.5.1灰分的形成300
8.5.2灰分的利用301
8.6生物质燃烧对环境的影响303
8.6.1生物质燃烧产生的污染物种类及其影响因素304
8.6.2生物质与煤的混燃排放特性306
8.6.3实现清洁燃烧的措施307
思考题与习题308
参考文献308
第9章生活垃圾及医疗废弃物的焚烧310
9.1生活垃圾与医疗废弃物的组成310
9.1.1生活垃圾的组成310
9.1.2医疗废弃物的组成311
9.2生活垃圾/医疗废弃物的热转化过程基本原理312
9.2.1干燥过程312
9.2.2热分解过程313
9.2.3燃烧过程314
9.3生活垃圾直接气化熔融焚烧的基本原理314
9.3.1熔融焚烧技术314
9.3.2生活垃圾直接气化熔融焚烧过程318
9.3.3生活垃圾直接气化熔融焚烧过程的影响因素320
9.3.4灰渣熔融过程的影响因素322
9.3.5生活垃圾直接气化熔融焚烧过程的物质平衡323
9.3.6生活垃圾直接气化熔融焚烧过程的能量平衡324
9.3.7绝热火焰温度和临界热值325
9.3.8几种典型直接气化熔融焚烧工艺326
9.4医疗废物的无害化焚烧原理333
思考题与习题337
参考文献337
第10章熔融盐循环热载体无烟燃烧338
10.1循环氧载体无烟燃烧的热力学分析及燃烧体系选择338
10.1.1氧载体的选择338
10.1.2热力学分析338
10.1.3熔融盐体系的选择348
10.1.4燃料的选择349
10.2循环热载体的制备方法与性能分析349
10.2.1氧载体的组成349
10.2.2氧载体的制备方法350
10.2.3氧载体性能表征350
10.3熔融盐中的无烟燃烧358
10.3.1概述358
10.3.2熔融盐中的无烟燃烧反应过程影响因素359
10.4熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的工程应用设想及能量分析364
10.4.1熔融盐循环热载体无烟燃烧技术的工程化应用设想365
10.4.2熔融盐循环热载体无烟燃烧系统的能平衡分析369
思考题与习题371
参考文献371
第11章燃烧污染物的生成及控制372
11.1燃烧污染物的种类及危害372
11.2燃烧生成的硫氧化物及控制373
11.2.1硫的存在形态373
11.2.2防治SO2污染及烟气脱硫技术分类374
11.3燃烧生成的氮的氧化物及其控制378
11.3.1燃烧过程中氮氧化物的生成378
11.3.2低NOx燃烧技术378
11.3.3烟气中氮氧化物的控制379
11.4燃烧生成的微粒及其控制384
11.4.1大气中微粒384
11.4.2燃烧颗粒物的控制386
11.5燃烧生成的多环芳烃与二英的控制387
11.5.1多环芳烃类物质及其危害387
11.5.2燃烧过程中多环芳烃类有机毒物的生成388
11.5.3多环芳烃类有机物的生成抑制及其控制389
11.5.4二噁英的生成及危害390
思考题与习题394
参考文献394
第12章二氧化碳减排技术396
12.1温室气体的基本性质396
12.2二氧化碳减排现状397
12.3二氧化碳减排措施与技术398
12.3.1基于源头控制的“无碳技术”398
12.3.2基于过程控制的“减碳技术”398
12.3.3基于末端控制的“去碳技术”399
12.4二氧化碳减排的评价401
12.5二氧化碳资源化利用技术402
12.5.1生物转化402
12.5.2电化学还原402
12.5.3光催化还原403
12.5.4催化氢化403
12.6低碳技术对二氧化碳减排的作用404
思考题与习题404
参考文献405
京公网安备 11010102004214号