工程燃烧学知识点

 

0绪论

概念:燃烧,扩散燃烧/火焰、预混燃烧/火焰

燃烧的三种基本现象:化学反应、传热和传质

燃烧三要素:燃料、助燃物、点火源。

燃烧研究方法:理论分析、实验测量、数值模拟

蜡烛扩散火焰结构:焰心(淡蓝色,温度最低,也最暗),未燃烧的蜡蒸气及其产物碳氢自由基。内焰(金黄色,最亮)在焰心的外围,焰心的蜡蒸气及碳氢自由基扩散到内焰,在这里开始燃烧。(暗红色),受外界空气影响较大,而且和外界空气的能量交换剧烈,火焰的温度受到很大的影响,易形成烟炱。

燃烧测试技术:主要在喷雾测量、流场测量、火焰测量和燃烧过程产物测量等方面。

工程燃烧设备的性能特点

概念:燃料,它应具备哪些基本要求?

燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?

煤的元素分析、工业分析包含的项目,分析方法和标准了解。

燃料的发热量?弹筒发热量、高位发热量、低位发热量?

煤质分析基准:收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基,符号、意义、换算

煤中各元素对燃烧的影响

煤种分类及其特点

灰熔点三个特征温度:变形温度、软化温度和流动温度

煤的特种分析方法

蜡烛、打火机、燃气灶、油灯等燃烧原理与节能

 

1燃烧物理学基础

多组分气体基本参量

分子疏运定律及三传比拟

理解Fourier导热定律、Fick扩散定律、Newton粘性定律,热量与质量交换的比拟

2燃烧热力学

概念:完全燃烧、不完全燃烧

化学当量值(化学恰当比)、空燃比、当量比及其计算

理论空气量计算

标准生成焓、显焓、绝对焓、反应焓、燃烧焓

概念:理论燃烧温度

低位发热量

影响理论燃烧温度的因素

3燃烧动力学

概念:化学反应速率、简单反应(基元反应)、复杂反应、可逆反应、平行反应、串联反应、连锁反应

质量作用定律、反应级数、零级反应、一级反应、二级反应、三级反应

了解常见的反应速率与温度关系的五种类型

阿类尼乌斯定律、适用范围、活化分子、活化能对反应速率常数的影响规律

碰撞频率、有效碰撞频率、有效碰撞份额(理解)

影响化学反应速率的因素及规律

链锁反应过程的三个阶段

链锁反应的分类:直链链锁反应、支链链锁

第一、二、三压力爆炸极限分析

以氢和氧的反应为例,说明支链反应的主要步骤,根据自由基繁殖速度与销毁速度的关系说明氢的燃烧速度,以及温度对氢爆炸界限的影响。

了解CO的燃烧反应过程及H2O存在对其反应的影响。

了解甲烷的燃烧反应过程及其链传递、销毁机理。

4着火理论基础

 

概念:着火、热自燃感应期(着火延迟期)、最小点火能、淬熄距离

自燃着火的两种机理

热自燃着火过程分析

影响热自燃着火的因素

着火的两种类型:自燃和点燃区别

常用的点燃方法与特点

影响自燃着火温度的主要因素

根据热自燃界限讨论热自燃温度、压力、可燃混合物组分

着火链式反应理论中:不同温度时,分枝链锁反应速度随时间的变化

试根据强迫点燃温度的方程

讨论:1)炽热平板的长度;2)对流换热Nu数;3)气流的压力;4)气流的导热系数;5)燃料的活化能;6)燃料的发热量;对强迫点燃难易程度的影响。

最小点火能与燃料组分的关系,影响最小点火能的主要因素

影响点火的可燃界限的因素及规律

 

5火焰传播与火焰稳定

概念:火焰传播、火焰前锋、层流火焰传播的速度、脱火、回火

缓燃、爆燃区别及其特征

层流火焰传播的两种理论(热力理论和扩散理论)及其特征

层流火焰传播速度过程了解,影响层流火焰传播的速度的因素及其规律

了解本生灯、管内测量层流火焰传播速度的原理

了解层流火焰与湍流火焰的特征

根据湍流特性参数是如何划分三种湍流火焰的。

湍流脉动对火焰的影响

湍流火焰传播的两种理论各自观点

影响湍流火焰传播速度的因素及其规律

综合层流火焰传播和湍流火焰传播理论所得强化燃烧的方法

扩散燃烧过程的特征

层流扩散火焰长度(高度)与流速、管径的关系,湍流扩散火焰长度(高度)与管径的关系。

本生灯火焰稳定原理(理解)

预混高速气流火焰的稳定遵循的基本原则,工程上各种稳定火焰的方法及其原理(理解掌握运用)

扩散火焰稳定的特点:扩散火焰只能稳定在燃料和氧化剂达到化学当量比的位置上,而且在火焰根部还需存在一个稳定的点火源。了解其稳燃方法。

6煤燃烧原理与技术

煤燃烧过程大致分为5个阶段,挥发分和焦炭燃烧大致所占燃烧时间

煤的燃烧温度是由焦碳燃烧所决定的

煤的挥发分的主要组成

煤的快速、中速和慢速热分解划分依据

了解煤热解的过程

影响煤热解产物的主要因素及其规律

碳粒表面上气固异相反应包括的主要步骤及决定燃烧反应速度的步骤

碳燃烧反应中可能出现的三种情况及各自对应的反应温度和反应级数

碳燃烧反应存在的三种类型(动力区、过渡区、扩散区)及各自碳表面上氧浓度的变化规律

碳燃烧反应机理

碳和氧的燃烧反应机理、目前比较一致的观点

碳燃烧的直径平方--直线定律及其推导假设条件

在较普遍采用的碳粒燃尽时间计算公式推导中,对原来的假设条件作了那些修正

在低于700℃、800℃~1200℃和高于1200℃温度范围内,碳氧消耗比β

颗粒直径、温度和颗粒与气流之间的相对速度对燃烧区域(动力区、扩散区)的影响

根据谢苗诺夫准则及表达式探讨影响碳燃烧速度的因素及其规律

碳与CO2、水蒸汽发生的反应及其对碳的整个燃烧过程的作用

氧化反应及气化反应各自的特征

碳的气化反应对碳燃烧的影响,在不同温度范围内,碳表面上O2, CO2 , CO的变化趋势

图示碳球表面的C燃烧速度与与温度T的关系,并标示其分段区域。

焦碳和碳的主要差别

孔隙对碳的燃烧的影响

灰壳对碳的燃烧的影响

焦炭的内孔隙分别在什么条件下对燃烧有无促进作用

煤的层状燃烧方式,特点与分类

了解层状燃烧过程,概念:层状燃烧过程的周期性和地区性

链条炉优化的送风方式

概念:固定床、流化床和气力输送、临界流化速度

煤的流态化燃烧的优点及存在的问题、

流化床中可能会出现的不正常现象

流化床中减少飞灰未燃尽损失的主要措施

影响煤粉气流着火的主要因素与影响趋势。

影响煤粉气流燃尽的主要因素

煤粉火焰稳定机理(掌握分析应用)

煤粉燃烧常用的稳燃技术及其原理(掌握分析应用)

 

7燃烧污染物生成与控制

 

煤燃烧主要的污染物

烟尘按生成机理分为三类:

了解影响烟尘生成的因素和及控制措施

了解煤燃烧中SO2H2S形成机理,影响SOx生成量的主要因素

影响流化床脱硫效率的因素

列举常用的燃烧后烟气脱硫方法

概念:热力型NOx、 燃料型NOx、快速型NOx

影响 热力型NOx的因素及 “热力型”NOx的控制措施

煤燃烧过程中燃料型NOx生成和破坏机理

影响燃料型NOx因素

降低NOx生成的主要途径

降低NOx燃烧的主要技术及原理

烟气脱硝技术:选择性非催化脱硝、选择性催化脱硝原理及技术特点

 

8新型燃烧技术进展

 

概念:富氧燃烧、MILD燃烧、催化燃烧、脉动燃烧、化学链燃烧等

新型民用燃气灶及技术(网站自学)

生物质燃烧、水煤浆燃烧、垃圾焚烧等(网站自学)

了解新型燃烧技术的概念

结合工程实际分析新型燃烧技术原理及应用

了解新型燃料及废弃物的燃烧原理及技术