课程大纲

课程大纲

高等燃烧理论

课程编码:080702M04001H 英文名称:Advanced Combustion Theory 课时:50 学分:2.50 课程属性:专业核心课 主讲教师:王增辉等

教学目的要求
本课程系统地阐述燃烧中涉及的化学反应热力学与化学反应动力学,详细地分析以层流预混火焰和层流扩散火焰为代表的最基本燃烧现象,同时对湍流燃烧作了适当介绍,使学生掌握燃烧理论的基础知识。通过课堂学习和课后作业,深入理解燃烧过程的物理化学实质。要求掌握经典燃烧理论,能读懂主流燃烧学期刊学术论文,为进一步的燃烧科学研究奠定基础。

预修课程
热力学;传热学;流体力学

大纲内容
第一章 导论 1.5学时 王增辉
第1节 燃烧学导论
第二章 化学热力学 3学时 王增辉
第1节 反应物与化学反应当量比
第2节 化学平衡
第3节 燃烧焓与绝热燃烧温度
第三章 化学反应动力学 2.5学时 王增辉
第1节 化学反应速率
第2节 化学反应动力学近似
第3节 单分子反应机理
第4节 链式反应和链分支反应
第四章 燃烧的氧化机理 8学时 王增辉
第1节 实际燃料
第2节 H2和CO氧化
第3节 CH4氧化机理
第4节 C2碳氢化合物氧化
第5节 醇的氧化
第6节 高脂类化合物的高温氧化
第7节 芳香烃的氧化
第8节 碳氢燃料的中低温氧化
第9节 污染物生成的化学反应机理
第10节 化学反应机理的发展与简化
第五章 控制方程 4学时 王增辉
第1节 输运现象
第2节 守恒方程
第3节 守恒标量方程
第4节 简化方程
第六章 扩散火焰和多相燃烧 8学时 王增辉
第1节 扩散火焰结构及控制方程
第2节 一维静态扩散火焰
第3节 伯克-舒曼(Burke-Schumann)火焰
第4节 史蒂芬(Stefan)流
第5节 液滴蒸发与燃烧
第6节 碳颗粒(圆球)的燃烧
第7节 对流型扩散火焰
第七章 预混火焰 9学时 王增辉
第1节 预混火焰与扩散火焰
第2节 缓燃波与爆震波
第3节 一维层流预混火焰定性分析
第4节 一维层流预混火焰详细理论分析
第5节 层流预混火焰速度及其测量方法
第6节 影响层流预混火焰速度的因素
第7节 层流预混火焰详细结构
第八章 层流火焰动力学 3学时 刘捷
第1节 一般性概念
第2节 描述火焰位置的场方程
第3节 拉伸火焰
第4节 火焰锋面不稳定性
第九章 极限现象 5学时 刘捷
第1节 几类反应系统
第2节 热着火理论
第3节 均匀搅拌器中的着火与熄火
第4节 预混火焰的着火与熄火
第5节 最小点火能与临界熄火距离
第6节 辐射热损失与可燃极限
第十章 湍流燃烧 4学时 刘捷
第1节 湍流简介
第2节 湍流计算与模拟简介
第3节 湍流预混火焰
第4节 湍流扩散火焰
第十一章 期末考试 2学时 王增辉
第1节 期末考试

教材信息
1、 燃烧学导论:概念与应用(第3版) [美] Stephen R Turns 著; 姚强 李水清 王宇 译 2015年5月 清华大学出版社

参考书
1、 Combustion Physics Law C K 2006年5月 Cambridge University Press

课程教师信息
王增辉,中国科学院大学教授,博士生导师,主要从事强磁场下多相流和液态金属流动传热、多物理场多尺度强化优化传热和技术研究。主持了多项国家自然科学基金面上项目和科技部ITER专项子课题。

刘捷,中国科学院大学工程科学学院教授,工程热物理专业,主要研究方向为两相流动、传热传质。