燃烧学讲义2009-第一章.pdfVIP

燃烧学 西安交通大学能源与动力工程学院 主讲人：周屈兰 西安交通大学能源与动力工程学院 1 0 绪 论 0.1 燃烧科学的发展史 0.2 燃烧科学的应用 西安交通大学能源与动力工程学院 2 0.1 燃烧科学的发展史 平静的燃烧 即通常的燃烧 燃烧是物质因剧烈氧化而发光、发热的现象－－“火” 剧烈氧化 如喷气发动机中的燃烧 急速的燃烧 氧化 爆炸（有限空间中的）急速燃烧 140~150万年前，“摩擦生火第一次使人类支配了一 如呼吸和金属锈蚀等 种自然力，从而最终把人和动物分开” 缓慢氧化 自燃（从缓慢氧化转变成剧烈氧化） 西安交通大学能源与动力工程学院 3 人类认识火的过程是一个漫长的过程 “火”对人类而言，是一种非常重要，却又难以驾驭 的自然力量 西安交通大学能源与动力工程学院 4 古代中国的五行：金、木、水、火、土 古埃及的四种元素：火，空气，地球、 水 古代印度的四大元素：地、水、火、风 古希腊，“单一元素”论者分别认为水、 气、火、土为万物之源 西安交通大学能源与动力工程学院 5 17世纪末，德国斯塔尔（stahl ）提出了燃素论 1772年，法国科学家拉瓦锡认为燃烧是一种 化学现象（空气中某种物质） 1774年普利斯特列发现了氧。 拉瓦锡的正确的燃烧学说得到确立， 开始了揭开燃烧学本质的过程。 西安交通大学能源与动力工程学院 6 19世纪，人们将燃烧作为热力学平衡体系来 研究，阐明了燃烧过程中重要的平衡热力学 特性。 20世纪30年代，美国化学家刘易斯和 俄国谢苗诺夫将化学动力学的机理引 入燃烧研究，认为化学反应动力学是 影响燃烧速率的重要因素，初步奠定 了燃烧理论的基础 。 西安交通大学能源与动力工程学院 7 30～50年代，人们认识到燃烧是化学反应动力学、 气体流动、传热、传质等物理因素的综合作用。 卡门、钱学森提出用连续介质力学研究燃烧—“ 反 应流体力学” 。 Spalding 20世纪60年代后首先得到了层流边界层 燃烧过程控制微分方程数值解，此后引入湍流模 型，形成了“计算燃烧学” 。 西安交通大学能源与动力工程学院 8 So , No x x 0.2 燃烧科学的应用 全世界的能源结构以石油和煤为主，石油和煤的主要利用 方式——燃烧； 现代社会的主要动力来源——矿物燃料燃烧；火力发电厂 锅炉（2008年雪灾，电煤），工业用蒸汽，发动机等均是 以固、气、液体燃料的燃烧产生的热能为动力（热源）； 火箭发动机高强度燃烧装置；