spContent=工程燃烧学是热能动力工程专业的一门主要专业基础课,也是构成热科学理论的主要学科之一。它是研究如何将燃料的化学能高效清洁转化为热能的一门学问,其涉及基础知识面宽,应用范围十分广泛。因此,它在热能动力工程专业的教学体系中地位十分重要,是热能动力工程专业本科生的一门必修课程。
通过对本课程的学习,使学生能够掌握各种工业燃料的主要特点及使用性能,掌握对各种燃料炉有关的燃料燃烧计算以及对现有热工设备的燃烧状况的诊断分析,掌握燃烧学的基本理论,基本概念和基本规律,如燃烧反应热力学、动力学理论,几种主要燃料的燃烧反应机理,着火理论,火焰传播理论,各种火焰的结构及稳定原理,液体燃料的雾化、蒸发及燃烧的理论与技术,煤的热解及炭粒的燃烧理论与燃烧方法。在此基础上,同时对燃烧装置的结构以及燃烧污染物的产生及防治也应有一定的了解。
工程燃烧学是热能动力工程专业的一门主要专业基础课,也是构成热科学理论的主要学科之一。它是研究如何将燃料的化学能高效清洁转化为热能的一门学问,其涉及基础知识面宽,应用范围十分广泛。因此,它在热能动力工程专业的教学体系中地位十分重要,是热能动力工程专业本科生的一门必修课程。
通过对本课程的学习,使学生能够掌握各种工业燃料的主要特点及使用性能,掌握对各种燃料炉有关的燃料燃烧计算以及对现有热工设备的燃烧状况的诊断分析,掌握燃烧学的基本理论,基本概念和基本规律,如燃烧反应热力学、动力学理论,几种主要燃料的燃烧反应机理,着火理论,火焰传播理论,各种火焰的结构及稳定原理,液体燃料的雾化、蒸发及燃烧的理论与技术,煤的热解及炭粒的燃烧理论与燃烧方法。在此基础上,同时对燃烧装置的结构以及燃烧污染物的产生及防治也应有一定的了解。
—— 课程团队
课程概述
本课程首先由燃料部分开始讲解,通过对工业上主要应用的固体燃料、液体燃料和气体燃料的分析,给学生确立燃烧学的基本概念。在燃料讲授的基础上,本课程开始讲授燃烧基础计算,包括燃烧设计计算、燃烧讲授计算及燃烧温度计算等。该部分内容不涉及燃烧动力学的内容,仅以热力学的知识进行基本燃烧计算的讲授,可加快学生对于工程燃烧学的理解,同时燃烧检测计算和燃烧温度计算开始涉及到工业应用问题,让学生对于本课程的教学目的有了更深的认识。燃烧动力学及火焰特性部分则是在燃烧基础计算的基础上加入燃烧动力学的内容,包括燃烧速率、着火过程、火焰传播、火焰结构及稳定性等,加深学生对于燃烧学理论知识的认识。最后一部分这主要涉及工业燃烧方法,包括气体燃料工业燃烧方法、液体燃料工业燃烧方法和固体燃料工业燃烧方法,能够让学生掌握工程燃烧学在实际的应用状况和工业燃烧装置及燃烧过程的基本设计思路。
课程大纲
固体燃料
1.1 煤的分类和化学组成
1.2 煤炭成分的测定
1.3 固体燃料成分换算
1.4 煤炭的加工转化及综合利用
1.5 其它主要固体燃料
液体燃料
2.1 石油的简单加工
2.2 汽油和柴油的使用性能
2.3 闪点、燃点的概念
气体燃料
3.1 干湿气体成分转换
3.2 工业主要气体燃料介绍
燃烧设计计算
4.1 固液燃料完全燃烧产物的生成量及成分的计算
4.2 气体燃料完全燃烧产物的生成量及成分的计算
4.3 不完全燃烧产物的生成量及成分的计算(α大于1)
4.4 不完全燃烧产物的生成量及成分的计算(α小于1)
4.5 不完全燃烧产物成分计算
燃烧检测计算
5.1 气体分析方程
5.2 空气过剩系数检测计算-氧平衡法
5.3 空气过剩系数检测计算-氮平衡法
5.4 化学不完全燃烧检测计算
燃烧温度计算
6.1 燃烧温度的定义
6.2 理论发热温度的定义及影响因素
6.3 理论燃烧温度的计算
6.4 理论燃烧温度的影响因素分析
燃烧化学反应动力学
7.1 化学反应速率
7.2 质量作用定律
7.3 压力及其他因素对反应速度的影响
7.4 几种可燃气体的燃烧反应机理
7.5 燃烧过程中NOx的生成机理
着火理论
8.1 绝热闭口体系热自燃着火过程分析
8.2 非绝热闭口体系热自燃着火过程分析
8.3 链锁自燃
8.4 开口体系热自燃着火过程分析
8.5 点燃过程分析
火焰传播
9.1 火焰传播的概念
9.2 层流火焰传播速度计算
9.3 层流火焰传播速度的测定方法
9.4 影响层流火焰传播速度的主要因素
9.5 湍流火焰的传播理论
火焰的结构及其稳定性
10.1 火焰的基本结构
10.2 层流预混火焰结构及稳定性
10.3 扩散火焰的结构特点
10.4 湍流火焰结构分析
液体燃料的工业燃烧方法
12.1 液滴破碎过程分析
12.2 工业用雾化方式
12.3 液滴雾化过程特性分析
12.4 单液滴燃烧过程基本理论
12.5 液滴群的燃烧理论及燃烧器介绍
煤的工业燃烧方法
13.1 煤的热解过程
13.2 煤燃烧过程理论分析
13.3 炭粒燃烧速度计算
13.4 炭粒燃烧时间的计算
13.5 裂纹及空隙对炭粒燃烧的影响
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
本课程教材为苏福永教授编写的《工程燃烧学》,冶金工业出版社。