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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－1 159

表A.2 二氧化碳（CO2），Mr＝44.011kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝－393 546 kJ·kmol－1 160

表A.3 氢（H2），Mr＝ 2.016kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0 162

表A.4 氢原子（H），Mr＝1.008kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝217 977 kJ·kmol－1 164

表A.5 氢氧基（OH），Mr＝17.00kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝38 985kJ·kmol－1 166

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－1 167

表A.7 氮（N2），Mr＝ 28.013kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0 169

表A.8 氮原子（N），Mr＝14.007kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝472 629 kJ·kmol－1 171

表A.9 一氧化氮（NO），Mr＝ 30.006kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝90 297 kJ·kmol－1 172

表A.10 二氧化氮（NO2），Mr＝ 46.006kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝33 098 kJ·kmol－1 174

表A.11 氧气（O2） ，Mr＝ 31.999kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝0 176

表A.12 氧原子（O），Mr＝16.000kg·kmol－1，298 K时的生成焓＝249 197 kJ·kmol－1 177

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 K 187

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