西北工业大学燃烧学思考题 Microsoft Office Word 文档 自动保存的Word格式文档下载.docx

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零表示化学反应速度与浓度无关。

负数表示该反应物浓度增加化学反应速率下降。

但化学反应分子数一定是正整数。

可以有零级化学反应，但不可能有零分子反应。

3、阿累尼乌斯定律及其适用范围。

阿累尼乌斯定律是化学反应速率常数与温度的经验公式。

表达式为：

适用范围：

（1）适用于简单反应以及有有明确级数的化学反应

（2）阿累尼乌斯公式是由实验得出的，它的适用温度范围比较窄。

在低温范围

内拟合的阿累尼乌斯经验公式可能完全不适用于高温情况下的实验数据。

4、分析影响化学反应的各种因素。

（1）温度

阿累尼乌斯定律，温度影响化学反应速率常数，温度升高反应速度加快。

（2）催化剂

催化剂是指能够改变化学反应速率，而本身在化学反应前后组成，数量和化学性质均没有发生变化的物质。

通过改变化学反应的活化能来改变化学反应速率。

均相催化反应:

生成中间活化络合物。

（3）活化能

活化能小化学反应速率越快。

活化能降低化学反应速率可提高50倍。

一般化学反应的活化能在，而大多数化学反应是在。

（4）浓度

质量作用定律

（5）压力（质量作用定律和完全气体状态方程）

以摩尔浓度表示

以摩尔分数表示n为反应级数。

5、何谓链式反应？

简述链式反应的机理，链式反应主要分为几个阶段，各阶段的特点。

在化学反应历程中生成的被称为链载体的低浓度自由基或自由离子反应。

链的产生，链的传播，链的终止

机理

分支/传播xR+P（产物）

A（反应物）开始R（链载体）

销毁

P

X=1直链反应，x>

1分支链反应

链的产生：

将稳定的反应物分子通过加热或光致分解作用生成高度活泼的中间产物。

产物生成非常缓慢

链的传播：

一个活性链载体重新组合成稳定的分子和新的活性链载体

链的终止:

通过双分子的重新组合或者不同物质间的碰壁销毁。

6、链式反应的三个爆炸极限的特点。

第一爆炸极限：

压力最低。

由链分支和碰壁销毁谁占优决定

第二爆炸极限：

中等压力下。

由链分支和气相销毁谁占优决定

第三爆炸极限：

大多数燃料都存在，由热损失决定。

此时热爆炸理论适用。

7、链分支爆炸与热爆炸的区别。

链分支爆炸：

感应期，爆炸期，稳定期。

是链载体迅速增殖的结果，等温下也能发生。

热爆炸：

由于温度上升使活化分子数增多。

第三章燃烧的物理基础

1、试叙述质量，热量，动量输运定律的表达形式和物理意义。

2、什么是Pr数Sc数Le数?

动量输运速率比能量输运速率

动量输运速率比质量输运速率

能量输运速率比质量输运速率

3、试推导一维球坐标系下的质量守恒方程，能量守恒方程。

6、根据瑞利线的性质，试说明缓燃波和爆震波的区别。

爆震波：

压缩波

燃烧产物向着波传播的方向运动（大很多）（略大）

缓燃波：

膨胀波

燃烧产物向着与燃烧波相反的方向运动（略小）（小很多）

7、是验证一下C-J条件:

当Hugoniot曲线与经过初始点的瑞利线相切时，它同时也与等熵线相切，因此，上下C-J点的马赫数都是1，而与介质化学性质无关。

第四章着火理论

1、什么是着火？

着火方式有那几种？

各自特点是什么？

热着火需要满足的条件是什么？

着火是指燃料和助燃剂从无反应状态向强烈放热反应状态的过渡过程。

着火的方式：

热自燃，链式自燃，点燃（强迫点火）

各自特点

热自燃：

因自发的微量反应进行热量积累，温度升高，化学反应速度加快最终形成火焰。

链式自燃：

活性中心的积累速率超过的其衰减速率，经过一段感应期后，就会使反应物着火。

点燃：

外界施加能量使混合物局部着火，然后火焰向混合物其余部分传播，使整个系统着火的过程。

热着火需要满足的条件：

充要条件：

在临界点B处生热率与散热率相等，且二者随温度的变化率也相等。

位于临界点B及其右方的区域内均可热自燃。

2、热自燃与强迫点火的区别？

（1）进行范围不同：

热自燃是由于反应自动加速，使燃气温度逐步提高到自燃温度引起的着火。

热自燃是在整个空间的进行。

点燃是外界施加能量使混合物局部着火，然后火焰向混合物其他部分传播。

（2）热自燃的着火温度比强迫点火低

（3）点燃是否成功取决于局部是否能着火以及火焰是否能在混合物内自行传播。

（4）影响因素不同

环境温度，环境压力，可燃物的性质，散热条件，容器尺寸和形状

点火：

可燃物性质，温度，浓度，压力。

点燃方式，点火源，可燃物质的流动性。

3、利用放热曲线和散热曲线的位置关系，分析谢苗诺夫热自燃理论中着火的临界条件是什么？

影响热自燃着火的因素有哪些?

临界条件：

散热率与放热率相同，且二者随温度的变化率相等。

影响因素：

环境温度，环境压力，可燃物的性质，散热条件，容器尺寸和形状。

4、什么是熄火?

影响熄火的因素有哪些?

熄火是指从剧烈反应状态向无反应状态的过渡过程。

混气的初始温度，浓度，流速，混气性质。

熄火发生在初温较低，浓度偏离化学恰当比，流速较大的情况下。

减小初温易于熄火。

增大（燃烧所需的时间）减小（混气在燃烧室的停留时间）易于熄火。

提高h易于熄火。

5、根据炽热物体点火理论，炽热物体边界层的温度分布规律是什么？

第五章、气体燃料的燃烧

1、试讨论影响层流火焰传播速度的因素。

（5）

可燃混气的性质：

混气的热扩散系数，活化能减小，火焰初始温度上升时火焰传播速度加大。

燃料分子结构：

碳的个数相同：

烷烃<

烯烃<

炔烃；

饱和烃类最大火焰传播速度与碳原子数无关，烯烃和炔烃的最大火焰速度随着碳原子个数增加而减小。

最后接近饱和烃的最大火焰传播速度。

混合比：

浓度比接近化学恰当比或者稍富油时火焰传播速度最快

混气中掺杂物：

加入惰性气体，火焰传播速度减慢，加入另一种燃料或者氧化剂时火焰传播速度加快。

。

火焰温度和初始温度：

火焰温度和初始温度提高火焰传播速度加快

压力：

压力上升，火焰传播速度略有下降（n=1.5~2）

2、湍流预混火焰有哪三种传播模式？

小尺度湍流（2300<

Re<

6000,）

大尺度湍流（R>

6000,）:

大尺度弱湍流（）

大尺度小湍流（）

3、与层流预混火焰相比，湍流预混火焰有什么特点？

输运能力强，湍流预混火焰的输运载体是流体微团，其能量和质量输运能力大大提高。

扩散系数，粘性系数，导热系数比层流状态大好几百倍。

火焰传播速度比层流快。

4、湍流预混火焰的传播理论都有哪些，其基本内容是什么?

表面皱折理论

湍流使层流火焰表面发生皱折。

湍流火焰面的基本结构仍是层流型，湍流的脉动作用在一定空间内使火焰面表面发生弯曲，皱折乃至破裂成大小不等的团块，增大了燃烧面积，从而使火焰传播速度加快。

容积理论

（1）在湍流度较高的情况下，流体被分割成无数的流体微团

（2）不存在将未燃可燃物和已燃气体分开的火焰面

（3）在每个微团存在的时间内，微团内部的温度和浓度是均匀的，但不同微团的温度和浓度时不同的。

（4）在不同的微团内存在是快慢不同的燃烧反应，达到着火条件的微团整体燃烧，未达到着火条件的微团在脉动中被加热并着火燃烧。

（5）火焰不是连续的薄层，到处都有

（6）各微团间相互渗透混合，不时形成新的微团，进行这不同程度的容积化学反应。

5、低速下火焰温度的条件是什么？

热力条件：

在火焰锥底部存在稳定，强大，连续的点火源，能持续点燃未燃混气

余弦定理：

火焰前沿各处的法向火焰传播速度与可燃混气在火焰前沿法向方向的分速度相等。

6、建立回流区的方法有哪些？

钝体火焰稳定器，突扩管道

7、火焰高度与射流速度有什么关系？

在层流范围内：

火焰高度随射流速度增加而增加

在过渡区内:

火焰高度随射流速度增加而减少

在湍流区内：

火焰高度稳定不随射流速度变化而变化

8、高速气流条件下火焰稳定的方法？

钝体火焰稳定器，引燃火焰稳定器，旋流射流稳定器，反吹射流稳定器，不对称射流稳定器。

第六章液体燃料的雾化，蒸发与燃烧

1、什么是燃油的闪点，燃点，着火点。

闪点：

当明火掠过液体燃料表面，产生短暂的火花（或者闪光），此时的温度定义为闪点。

燃点：

当明火掠过液体燃料表面，使油蒸汽燃烧（时间大于5s）而不熄灭，这时的温度定义为燃点。

着火点：

燃油表面的油蒸汽发生自燃的最低温度。

2、什么是燃料的热值？

它可分为哪两类？

航空发动机中常用哪一种热值，为什么？

燃料的热值：

单位质量或者单位体积燃料完全燃烧时释放的热量。

分为：

高热值（HHV）低热值（LHV）

航空发动机因为排出的烟气温度比较高，所以常使用低热值。

3、燃料的蒸发性能对航空发动机燃烧室性能有哪些影响？

蒸发性能差：

易低于贫油极限而熄火，特别是在低转速工况下。

蒸发性能好：

燃烧完全，耗油率低，易起动

蒸发性能过好：

高空低压下易形成气阻，飞机起飞时燃料猛烈燃烧，造成大量燃油损失。

4、燃料粘度对航空发动机燃烧室性能有哪些影响？

粘度越大雾化性能越差。

粘度：

多环环烷烃>

环烷烃>

芳香烃>

烷烃

5、航空燃气轮机对于燃料的热值和密度有何要求，为什么?

为了减重，要有燃料的重量热值和体积热值都要大，燃料密度小。

6、We数的物理意义是什么？

其特征值约为多少？

We数是作用于液滴表面的气体里和表面张力的比值。

特征值是8.

无粘流体

有粘流体

液滴破碎雾化模式：

袋装破碎，表面剥离，完全破碎

7、叶柱的破碎雾化有那几种模式？

瑞利破碎（破碎发生在距离喷口很远）

第一类风生破碎模式（破碎发生在距离喷口较远）

第二类风生破碎模式（破碎发生在距离喷口较近）

雾化破碎模式（液体射流在脱离喷口时就已经发生破碎）

8、液膜的破碎雾化有哪几种模式？

边缘破碎波动破碎穿孔破碎

9、液体燃料雾化的特征参数有哪些？

（6个151页）

雾化细度

液滴尺寸分布

雾化锥角

雾化均匀度

流量密度分布

雾化射程

10、索太尔平均直径（SMD）是如何定义的?

为什么燃烧学中广泛使用SMD?

假设存在一个直径相等的液滴群，其总表面积和体积与真实的液雾的总表面积和体积相同，而液滴数目可以不同。

则：

广泛使用SMD的原因:

因为其同时考虑了总体积和总表面积的等效性。

液雾总体积反应了液雾的总质量，从而反映了燃烧的发热量。

液雾的总表面积反应了液雾蒸发的快慢。

11、航空发动机燃烧室中常用的燃油喷嘴有哪几种？

直射式喷嘴离心式喷嘴空气雾化喷嘴

12、试简要推导直射式喷嘴的流量公式。

13、在航空发动机燃烧室中为什么要采用双油路离心喷嘴?

发动机在各种飞行条件和工作状态下，最大和最