山東大學“工程燃燒學I”課程教學大綱.doc

山東大學“工程燃燒學I”課程教學大綱課 程 號：課程名稱：工程燃燒學I英文名稱：Engineering Combustion 總 學 分：2 總學時：34 授課學時：30 實驗學時：4 上機學時：0適用對象：熱能與動力工程專業(yè)先修課程：大學物理 高等數(shù)學 熱工學 流體力學使用教材及參考書： 1、汪軍，工程燃燒學，中國電力出版社，2008.72、霍然等，工程燃燒概論，中國科學技術大學出版社，2001.93、岑可法等，高等燃燒學，浙江大學出版社，2002.124、嚴傳俊，范瑋等，燃燒學（第2版），西北工業(yè)大學出版社，2008.7。5、劉聯(lián)勝，燃燒理論與技術，化學工業(yè)出版社，2008.66、黃勇，燃燒與燃燒室，北京航空航天大學出版社，2009.97、（美）特納斯著，姚強，李水清，王宇譯，燃燒學導論：概念與應用（第2版），清華大學出版社，2009.48、C. K. Law, Combustion Physics, Cambridge University Press, 2006.9、Poinsot, T. and Veynante, D., Theoretical and Numerical Combustion, 2005.10、Irvin Glassman, Richard A. Yetter, Combustion, 4th Edition- Elsevier,200811、徐通模，燃燒學，機械工業(yè)出版社，2010.7* 在教材及主要參考資料中第1項為教材，其它為主要參考資料。一、課程教學目的工程燃燒學是熱能與動力工程專業(yè)的一門重要的技術基礎課，也是該專業(yè)的必修主干課。本課程的授課對象是熱能與動力工程專業(yè)本科生，屬熱動類專業(yè)基礎必修課。課程主要任務是通過各個教學環(huán)節(jié)，運用各種教學手段和方法，使學生對燃燒現(xiàn)象和基本理論的認識。通過本課程的學習掌握燃燒技術中所必須的熱化學、燃燒動力學及燃燒過程的基本知識與基本理論。掌握熱能與動力機械工程中典型燃料的特性、燃燒特點和規(guī)律，包括著火的形式和條件、火焰的傳播、燃燒產物的生成機理、新型燃燒技術等。通過本課程的學習，能對鍋爐、內燃機、渦輪機、火災、家用爐灶、焊槍等燃燒現(xiàn)象從宏觀上能有所認識，微觀上能有所解釋。為改進燃燒設備、提高能源利用率、分析有害排放物的生成機理和過程、避免不正常的燃燒現(xiàn)象、控制和降低有害排放物的生成，具有一定的基本理論知識。為今后從事工程技術工作、科學研究及開拓新技術領域，打下堅實的基礎。二、課程教學基本內容和要求本課程由燃燒熱力學、燃燒反應動力學、著火理論、火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定性、煤燃燒原理與技術、燃燒污染物控制技術、新型燃燒技術等部分組成。學完本大綱規(guī)定的內容后，應達到下列基本要求：1掌握燃燒過程基本概念和基本原理，以及燃料燃燒的基本計算與分析；2掌握燃燒過程中著火、火焰?zhèn)鞑サ囊?guī)律；3熟悉和了解基本的燃燒方法和裝置；4重點掌握煤燃燒原理和技術，污染物生成機理與排放控制理論；5了解新型燃燒技術與裝置；6應用基本概念和原理分析判斷燃燒過程，掌握燃燒領域節(jié)能減排的基礎理論和基本技能。為相關專業(yè)學習提供基礎知識。三、課程學時分配章目內 容學 時總數(shù)授課實驗上機0緒論111燃燒物理學基礎112燃燒熱力學基礎113燃燒化學反應動力學基礎224著火理論445火焰的傳播與穩(wěn)定性666煤的燃燒9927燃燒污染物形成與控制4428新型燃燒技術進展2291011課程考試合 計30304四. 教學內容要點及教學要求第 0 章 緒論【教學內容要點】1、能源現(xiàn)狀、燃燒概念，燃燒與能源利用的關系2、燃燒學發(fā)展歷程，燃燒本質3、燃燒設備的特點4、燃燒學的研究內容及研究方法【教學要求】1、了解能源現(xiàn)狀，燃燒學發(fā)展歷程，燃燒設備的特點，燃燒在能源利用過程中的地位2、理解燃燒的概念、燃燒的本質、明確燃燒的研究內容，熟悉研究方法第一章 燃燒物理學基礎【教學內容要點】1、多組分氣體基本參量2、分子疏運定律及三傳比擬3、多組分反應流體的守恒方程【教學要求】1、明確多組分氣體的概念及參量定義2、理解Fourier導熱定律、Fick擴散定律、Newton粘性定律，熱量與質量交換的比擬3、理解質量、動量、能量守恒方程第二章 燃燒熱力學基礎【教學內容要點】1、燃燒反應計算：燃燒空氣量的計算、燃燒產物的組成2、基本概念：標準生成焓、反應焓、燃燒焓、化學計量學3、熱力學第一定律及絕熱燃燒溫度4、熱力學第二定律及化學反應平衡【教學要求】1、掌握燃燒反應計算2、理解標準生成焓、反應焓、燃燒焓基本概念，掌握化學計量學計算3、理解絕熱燃燒溫度，掌握其計算。4、了解熱力學第二定律及化學反應平衡第三章 燃燒化學反應動力學基礎【教學內容要點】1、化學反應速率及其基本概念：反應速率、基元反應、總包反應、質量作用定律、反應級數(shù)2、影響化學反應速率的因素：溫度的影響（阿累尼烏斯定律），活化能、壓力、反應物濃度、催化作用對反應速率的影響3、鏈鎖反應：概念及特點，支鏈反應的爆炸界限【教學要求】1、理解化學反應速率及基本概念2、理解與分析影響化學反應速率的因素3、理解與分析鏈鎖反應及其爆炸界限第四章 著火理論【教學內容要點】1、著火過程及方式：著火過程、方式與機理2、熱自燃理論：熱自燃條件、熱自燃溫度、熱自燃界限、熱自燃孕育期3、鏈鎖自燃理論：鏈鎖自燃條件、鏈鎖自燃條件、鏈鎖自燃孕育期4、強迫點燃理論：強迫點燃方法、熾熱物體點燃理論、點火的可燃界限【教學要求】1、理解著火過程、方式及機理2、理解熱自燃理論，并學會運用分析實際問題3、理解鏈鎖自燃理論，并學會運用分析實際問題4、明確點燃的方法、掌握推導熾熱物體點燃理論，掌握分析影響可燃界限的影響第五章 火焰的傳播與穩(wěn)定性【教學內容要點】1、層流預混火焰?zhèn)鞑ィ侯A混火焰、層流火焰?zhèn)鞑ダ碚?、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定，影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、湍流預混火焰?zhèn)鞑ィ夯靖拍睢⑼牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ダ碚?、影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、擴散燃燒火焰：擴散火焰、層流擴散燃燒、湍流擴散燃燒4、火焰穩(wěn)定：火焰穩(wěn)定的基本條件、火焰穩(wěn)定機理、高速氣流火焰穩(wěn)定條件及方法【教學要求】1、理解層流預混火焰?zhèn)鞑ジ拍罴袄碚摗⒄莆諏恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定，能夠分析影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、理解湍流預混火焰?zhèn)鞑ジ拍罴袄碚?、能夠分析影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、理解擴散火焰，層流擴散燃燒、湍流擴散燃燒4、理解掌握火焰穩(wěn)定的基本條件、火焰穩(wěn)定機理、高速氣流火焰穩(wěn)定條件及方法，并會分析問題第六章 煤的燃燒【教學內容要點】1、煤粒的燃燒：煤粒的燃燒過程、煤粒的熱分解、碳粒燃燒的異相化學反應速度、碳粒的動力擴散燃燒區(qū)、碳粒的燃燒反應機理與燃盡時間、碳的氣化反應及其對燃燒的影響、焦炭的燃燒2、煤的燃燒方式與技術：層狀燃燒、沸騰燃燒、懸浮燃燒3、煤粉射流燃燒與穩(wěn)燃：影響煤粉氣流著火的因素、影響煤粉燃盡的因素、煤粉燃燒機理與技術【教學要求】1、了解煤粒燃燒過程、煤的熱解過程與影響因素、2、掌握碳粒異相化學反應速度及其推導、碳燃燒的三種類型及其推導3、理解碳粒的燃燒反應機理，能夠推導計算碳粒燃盡時間4、理解和分析影響碳燃燒的因素5、能夠分析碳的氣化反應對燃燒的影響6、能夠推導焦炭的燃盡時間，分析灰殼對焦炭燃燒的影響7、了解層狀燃燒、沸騰燃燒、懸浮燃燒，各自燃燒特點，及其相應設備8、掌握并分析影響煤粉氣流著火的因素，影響煤粉燃盡的因素9、掌握煤粉穩(wěn)燃機理與方法，并能分析實際問題第七章 燃燒污染物形成與控制【教學內容要點】1、燃燒污染物及其對空氣的污染2、煙塵的生成機理與排放控制3、硫氧化物的生成機理與排放控制4、氮氧化物的生成機理及排放控制【教學要求】1、了解燃燒污染物的分類及其危害，以及各污染物排放標準2、了解煙塵的生成機理與排放控制方法3、理解硫氧化物的生成機理，了解典型的脫硫方法與工藝4、理解氮氧化物的生成機理，掌握低氮燃燒原理，低氮燃燒技術，了解常用的脫硝工藝及原理。第八章 新型燃燒技術進展【教學內容要點】1、富