燃  烧  学
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燃 烧 学. 1. 0 绪 论. 0.1 燃烧科学的发展史 0.2 燃烧科学的应用. 2. 0.1 燃烧科学的发展史. 燃烧是物质因剧烈氧化而发光、发热的现象-- “ 火 ”. 140~150 万年前, “ 摩擦生火第一次使人类支配了一种自然力,从而最终把人和动物分开 ”. 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. 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

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Presentation Transcript

0 绪 论

0.1 燃烧科学的发展史

0.2 燃烧科学的应用

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0.1 燃烧科学的发展史

  • 燃烧是物质因剧烈氧化而发光、发热的现象--“火”

  • 140~150万年前,“摩擦生火第一次使人类支配了一种自然力,从而最终把人和动物分开”

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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

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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。

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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 。

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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”。

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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;

燃料中存在有害物质:烟尘、灰、SOx、NOx

→污染环境 →酸雨、温室效应等。改善燃烧工艺,控制燃烧过程,发展洁净燃烧技术。

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链条锅炉

从炉排前部观察的商品型煤燃尽状态

从炉排后部观察的商品型煤燃尽状态

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循环流化床锅炉( Circulating Fluidized Bed)

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  • 固体燃料

  • 气体燃料

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0号轻柴油油质资料

重油油质资料

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煤的成分图解

A(包括硫酸盐硫SS)

C

H

O

N

SC

Mf

Minf

C

收到基ar

空气干燥基ad

干燥基 d

干燥无灰基 daf

灰分

固定炭

挥发分

水分

焦炭

挥发部分

灰分

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各类煤的元素组成(质量百分数)

我国煤的技术型分类法(GB5751-86)是采用表征煤的煤化程度的主要参数,即干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类指标,将煤分为三大类,褐煤、烟煤和无烟煤。凡Vdaf ≤l0%的煤为无烟煤, Vdaf >10%的煤为烟煤, Vdaf >37%的煤为褐煤。 Vdaf =10~20%的煤习惯上也称为贫煤。

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燃烧学涉及热力学、流体力学、化学动力学、传热传质学,具备综合的理论体系,而且与实验理论、技术密切相关。燃烧学涉及热力学、流体力学、化学动力学、传热传质学,具备综合的理论体系,而且与实验理论、技术密切相关。

燃烧科学应用的领域看,其重点在于研究燃料和氧化剂进行激烈化学反应的发热、发光的物理化学过程及其组织。

燃烧科学:燃烧理论方面的研究,主要以燃烧过程涉及的基本过程为对象,如燃烧反应的动力学机理,燃烧的着火、熄灭、火焰传播、火焰稳定、预混火焰、扩散火焰、层流和湍流燃烧、催化燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、煤的热解和燃烧、燃烧产物的形成机理等。

燃烧技术:主要是应用上述理论研究的结果来解决工程技术中的各种实际问题,包括:燃烧方法的改进、燃烧过程的组织、新的燃烧方法的建立、提高燃烧利用率、拓宽燃料利用范围、改善燃烧产物的形成、实现对燃烧过程的控制、控制燃烧中污染物的形成与排放,等等。

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