燃燒學考試重點西工大1絕熱火焰溫度：當燃料和空氣的初始狀態，即燃料/空氣比及溫度一定時，絕熱過程燃燒產物所能達到的溫度（最理想狀態，最高溫度）。活化能：活化分子所具有的最小能量（E*）與整個反應物分子的平均能量（E）之差。簡稱活化能（E）。aEa=E*—E3。 標準燃燒焓：當1mol的燃料與化學當量的空氣混合物以一定的標準參考狀態進入穩定流動的反應器，且生成物也以同樣的標準參考狀態離開該反應器，此反應釋放出來的熱量。基元反應：能代表反應機理由反應微粒一步實現的反應，而不通過中間或過渡狀態的反應。5。 鏈鎖反應：一種在反應歷程中含有被稱為鏈載體的低濃度活性中間產物的反應。 通過活化粒子而進行的一系列化學反應為鏈鎖反應二、1。為什么紊流火焰傳播速度要比層流火焰傳播速度大得多？為提高紊流火焰傳播速度可釆取哪些措施。答:原因：（1）湍流流動使火焰變形，火焰表面積增加，因而增大了反應區；（2）湍流加速了熱量和活性中間產物的傳輸，使反應速率增加，即燃燒速率增加；（3）湍流加快了新鮮混氣和燃氣之間的混合，縮短了混合時間，提高了燃燒速度。措施：增大Re，增大P,增大T，增大u',改變混氣濃度簡述支鏈爆炸的著火（爆炸）的半島現象？（課本69頁）答：在壓力一溫度半島圖中，可爆與不可爆區域之間的界限稱為爆炸極限。第一爆炸極限的壓力最低，此時變為；顯然，第一爆炸極限由碰壁銷毀和鏈分支過程之間誰占優勢決定。第二爆炸極限發生在中等壓力下，通常簡化為 ，此時，第二爆炸極限由氣相銷毀和鏈分支過程之間誰占優勢決定.并不是所有燃料都存在第三爆炸極限。對大多數燃料，存在第三爆炸極限，它是由熱損失決定的，此時爆炸熱理論適用。敘述質量、能量、動量輸運定律的表達形式和物理意義？答：1.費克擴散定律:在雙組分混合物中組分A的擴散通量的方向與該組分當地質量分數梯度方向相反，絕對值正比于該梯度值，比例系數稱為擴散系數。在雙組分情況下，由濃度梯度引起的組分擴散通量可以用費克Qw定律表示:J—-pD a定律表示:A ABQy2。 傅里葉導熱定律：導熱通量的方向與溫度梯度方向相反，絕對值正比于該梯度值，比例系數稱為導熱系數..QT系數.q——九一Qy牛頓粘性定律：單位面積上剪切力方向與速度梯度方向相反，絕對值正比于該梯度值，比例系數稱為Qv—P—Q牛頓粘性定律：單位面積上剪切力方向與速度梯度方向相反，絕對值正比于該梯度值，比例系數稱為Qv—P—Qy粘性系數。）輸運系數之間的關系：Tpa_能量輸運速率^^e— r— ——~~T~i~: : :~4.主燃燒室空氣質量輸運速率用?Sc二DPr-V—比—動量輸運速率a九 能量輸運速率==動量輸運速率Dp質量輸運速率1旋流器進氣：占5%—10%空氣量，這時a二0。3—0o5作用：造成旋轉氣流，形成回流區，同時對油膜破碎霧化和摻混起作用。2主燃孔進氣：占20%空氣量，這時a=1左右作用：向頭部主燃區恰當地供入新鮮空氣，以補充旋流器空氣與燃油配合的不足。3補燃孔進氣：占10%空氣量作用：補燃及摻混之間。4摻混段進氣，占25%-30%作用：將上游已燃高溫氣流摻冷、摻勻至合理溫度分布5冷卻火焰筒壁面用氣，占35%作用：隔熱、吸熱冷卻5.典型的燃燒效率特性.燃燒室的燃燒效率特性是指在一定的進口條件下，燃燒效率隨余氣系數a的變化關系。圖述:在氣流狀況一定的情況下，有個最高燃燒效率值，一般是發動機的巡航設計點偏離這個點所對應的a值，燃燒效率都將下降，在偏富一邊下降變化陡些，偏貧一邊下降變化平緩些。效率下降原因：在偏富一側：（1）頭部在設計狀態時本來就是富油（~0。4）,這時由于供油量的增加就更富，于是過多的油要吸熱蒸發，使頭部溫度下降，燃燒反應速度減慢。（2）供油量過多容易造成較大油珠的數量增加，在走完火焰筒全程時尚未燃燒。（3）頭部過富油容易產生積炭及冒煙，這不僅使從烴類燃料中析出的C未再反應生成CO，而且會破壞氣流結構，影響燃燒區的正常工作。（4）過分的富油往往使熾熱區脫離回流區而導致熄火，也容易引起振蕩燃燒和由于溫度過高而將火焰筒燒壞。在偏貧油一邊：在頭部燃燒進行得較為充分，因此效率下降得較為緩慢。下降是由于：（1）總的溫度較低，較多的冷空氣較早地摻入，使得反應速度降低，導致％下降；2）如果噴嘴離心式過低的供油量使離心式噴嘴供油惡化，不僅使得燃燒效率迅速下降，而且也容易造成火焰熄滅.三、問答:理想層流擴散火焰組分分布規律？

在火焰峰面上，燃料濃度為零；（2）氧氣濃度在環境處最大，沿著徑向到火焰峰面逐漸減小，在火焰峰面上濃度為零；（3） 溫度和燃燒產物濃度在峰面上達到最大值；火焰鋒面是反應中心（溫度最高），為燃料的理論燃燒溫度（4） 火焰峰面對燃料和氧氣都是不可滲透的，峰面的里面是燃料，外面是氧氣。（5） 層流火焰的外形只取決于分子擴散速度，與化學反應速度無關.=1。0=1。0O6與主燃燒室相比，加力燃燒室的工作條件有何特點？由于其工作條件上的特點,在對其基本要求中應該突出強調哪幾項？答：特點：（1）進口總壓低，氣流速度大，進口總溫高。（2）二次燃燒，工質含氧量小，惰性成分增加，燃燒效率下降。（3） 加力室中沒有轉動部件，溫度不受過多限制，可達2000K左右；相對富油；不需要火焰筒。（4） 工作狀態變化小，不會出現過渡狀態下的極度貧油和富油。（5） 余氣系數小，含氧量小，燃燒容易不穩定，產生振蕩燃燒.基本要求：（1）減小流體阻力。（2）提高燃燒效率，降低發動機的單位耗油率（3）出口溫度場盡可能均勻（4）防止振蕩燃燒（5）點火和燃燒穩定性好。3.簡述加力燃燒室的作用，為什么能加力，和加力燃燒室的溫比關系。答：通過在已燃氣中噴油燃燒，顯著提高燃氣的溫度和排氣速度，從而提高發動機的單位推力和總推力。1。 分子碰撞理論的三個決定因素：方位因子P、分子有效碰撞分數F、碰撞頻率Z。2。 活化能與反應熱的關系：正反應的活化能與逆反應的活化能之差。3。 連鎖反應的三個組成過程：鏈的激發、鏈的傳遞、鏈的斷裂.4。 一維層流火焰結構：預熱區、反應區。5。 湍流火焰分類：小尺度湍流火焰（2300〈Re〈6000）大尺度弱湍流火焰（Re〉6000）大尺度強湍流火焰（條件流體微團的平均尺寸〉層流火焰面厚度；脈動速度u'＞層流火焰傳播速度u』。6。 課本176頁倒數第四個公式以及下面的文字闡述。這個方程可表述為在分界面的液體側傳輸到油滴表面的質量傳輸等于氣相對流項（斯蒂芬流）和菲克擴散量D2t 廠dK

之和7。 D2定律：二d2-Kt可見油珠直徑越小，直徑縮小率越大，也就是說，大油珠在蒸發(和燃燒)后期直徑縮小得更快.直徑越大蒸發越慢 油珠直徑的平方與時間的線性變化關系8。 振蕩燃燒的類型：縱向振蕩、橫向振蕩、徑向振蕩。9。 開加力時發動機微噴管的調節方式：擴大尾噴口面積。10。 擴散燃燒：在發生化學反應之前，燃料和氧化劑是分開的，依靠分子擴散和整體對流運動使反應物分子在某一個區域混合，接著進行燃燒反應。11。 流阻系數是一個只反映燃燒室之和7。 D2定律：二d2-Kt可見油珠直徑越小，直徑縮小率越大，也就是說，大油珠在蒸發(和燃燒)后期直徑縮小得更快.直徑越大蒸發越慢 油珠直徑的平方與時間的線性變化關系8。 振蕩燃燒的類型：縱向振蕩、橫向振蕩、徑向振蕩。9。 開加力時發動機微噴管的調節方式：擴大尾噴口面積。10。 擴散燃燒：在發生化學反應之前，燃料和氧化劑是分開的，依靠分子擴散和整體對流運動使反應物分子在某一個區域混合，接著進行燃燒反應。11。 流阻系數是一個只反映燃燒室在流體力學完善性的參數，對確定的燃燒室流阻系數是一個定值12。 主燃燒室按結構可分為單管燃燒室環管燃燒室環形燃燒室三種主要類型13主燃燒室的基本結構1..擴壓器2..噴油嘴3.。火焰筒4。.漩流器5.。點火器6。。聯焰管14燃燒室性能指標1.。燃燒強度2..燃燒效率3..燃燒穩定性4..出口溫度場符合要求5。壓力損失小6。排氣污染少7。尺寸小重量輕8.壽命長15.湍流火焰速度影響因素：雷諾數壓力溫度(4)脈動速度u'ReTPTtTTu'uTtuTtutTuTt(5)混氣濃度(化學恰當比或偏富時速度最大)16:與層流相比湍流火焰的特點：火焰長度縮短，焰鋒變寬，并有明顯的噪聲，焰鋒不再是光滑的表面，而是抖動的粗糙表面，火焰傳播快(層流的好幾倍)火焰穩定的基本條件：1.穩定的點火源2。在高速氣流中必須創造條件建立一個平衡點，以滿足u二SnL四個守恒混合物質量守恒方程：組分質量守恒方程，動量守恒方程，能量守恒方程火焰筒頭部內的氣流結構可以分為三個區域即：順流區、逆流區、過渡區20。湍流流動的主要特點：1)湍流流場具有完全不規則的瞬息變化的運動特征。(2)湍流流場中，各種物理量都是隨時間和空間變化的隨機量。(3)湍流流場中，流體微團的隨機運動在足夠長的時間內服從某種數學統計規律。流阻系數一般反映燃燒室結構在流體力學方面的完善性，而總壓恢復系數則直接反映燃燒室流體損失的大小，它除了與燃燒室的加熱比有關外，主要決定于流過燃燒室的氣流平均速度。據氣體動力學知識，在燃燒室工作的氣流速度范圍內流體損失與流速的平方成正比，這也是為定值的原因。燃燒室三大特性：燃燒效率特性、火焰穩定特性(熄火特性)及流阻特性。影響燃燒效率的因素余氣系數壓力溫度燃燒室的進口氣流速度6。3在一個大氣壓力下，貧燃丙烷一空氣混合物中自由伸展的絕熱火焰傳播速度為30cm/s,火焰厚度為2mm。假設n=1o5。如果壓力下降為0。25個大氣壓，求該混合物中自由伸展的絕熱火焰傳播速度和火焰厚度？解：S?pn-22?p-0.25二SL=S|L0.25atm L1atm( 1SL0.25atm二1.41S=42cm/sL1atmp-1? ?p-n2?p-0.75pn-22L二80.25atm(0.25H75二2.8281atm\1atm8 =5.6mmf0.25atm1。1一個小型低輻射、固定的燃氣渦輪發動機，當它在全負荷(功率為3950KW)條件下工作時，空氣的質量流量為15o9kg/s，混氣的當量比為0。286o假設燃料(天然氣)的等效組成可表示為C1°16H4.32，試

確定燃料的流量和發動機的空燃比?【解】已知：①二0.286M=28.85q 二15.9kg/s,r,a m,aM=1.16x12.01+4.32x1.008=18.286r,f求，（A/F）q.a先求空燃比（A/F）,然后再求訂.本例僅用到空燃比和當量比的定義。由（4'F）的定義得：（AF） =4.76a其中'：a=x+y4=1.1@4?324=2.釵^，因此(A.F) =4.76x2.2428.85=16.82stoic 18.286由當量比①的定義得：(4,‘司=U4t=1682=58.8①0.286（A/F）的定義也可寫成:=0.270kg/sq q 15.9kgs=0.270kg/smaq=>rna=——q m,f(AF) 58.8m,f11a=—= - =3.497①0.286從本例可看出，即使是在全負荷下工作，供給發動機的空氣也是過量的。【例1.3】由 、和組成的混合氣體中，的摩爾分數為0.10，的摩爾分數為0。20，該混合氣體的溫度為1200K,壓力為1atm。試確定：（1） 混合物質量比焓和摩爾比焓；（2） 三種組分的質量分數。【解】已知：咒=1【解】已知：咒=1-X-X=1-0.10-0.20=0.70

由理想氣體混合物焓的公式得 、hmixhmixXh=X\ho+G(T)一ho)iiCOLf,CO f298CO-+X|~ho+(h(T)-ho)CO2Lf，CO2 f298+X|~ho+(h(T)一ho)N2Lf，N2 f,298N」=0.10[—110,541+28,440]+0.20[-393,546+44,488]CO2+0.70[0+28,118]h=-58,339.1kJ/kmolmix