燃烧基础复习题_hy

《燃烧学基础》复习题

1． 为什么说能源与环境问题和燃烧学密切相关？

2． 试写出两个以上国际知名燃烧学者的名字。

3． 煤油和氢气的理论空气量各为多少？

煤油理论空气量为14.78kg/kg, 氢气理论空气量为34.3kg/kg 4． 某燃料由C、H两种元素组成，则其含H量越高，理论空气量 越大 。

5． 一般燃料的理论燃烧温度(空气)大约为多少？

答：一般燃料的理论燃烧温度在大约2000K以上

6． 何为油/气比？何为当量比？何为余气系数？相互之间关系如何？若以RP-3燃料为例，当燃料与空气按化学恰当混合时，各自的值是多少？

答：油/气比：混合物中燃油和空气的质量比,

当量比：实际油气比与化学恰当比之比

余气系数：实际供应的空气量与燃料完全燃烧所需的理论空气需要量之比

10，fG1

相互关系：



RP-3（航空煤油）,f=0.068

7． 影响燃料的理论燃烧温度的因素有哪些？

答：初始温度、环境压力、以及反应物的成分

8． 不考虑离解时所计算的燃烧温度比理论燃烧温度高还是低？二者相差大约多少？

答：以甲烷为例，不考虑解离过程，将导致甲烷-空气定压燃烧的绝热火焰温度被高估约100K 9． 定压燃烧与定容燃烧的理论燃烧温度谁高？大约相差多少？

答：由于定容燃烧中系统没有对外做容积功，因此定容燃烧的理论燃烧温度高，就甲烷而言两者相差570K。 10． 一般碳氢燃料化学恰当比下定容燃烧所造成的压力上升大约为多少？

P定容T定容28899.69P0T0298答：以甲烷为例，由于理想气体状态方程

PRgT，

所以压力上升大约为10倍。

11． 用空气作助燃剂和用纯氧作助燃剂的理论燃烧温度谁高？大约相差多少？

答：纯氧作助燃剂的理论燃烧温度高，由于在空气中燃烧，计算式中由于不用再计算氮气的生成焓，使得Tad298前的系数减小，因此得到的Tad增大。以甲烷为例，在纯氧中计算得Tad5872K，

在空气中燃烧Tad2318K，两者相差3554K。

甲烷在常温常压空气中的理论燃烧温度约为2300K，不考虑离解时的火焰温度比考虑离解时的 要高，用纯氧作助燃剂时火焰温度要高，大约高3500K 12． 理论上，当量比 =1 时，燃料的绝热火焰温度Tf达到最大值。而实际上Tf最大值出现在当量比 >1 时。

13． 热力学第二定律对分析燃烧反应有何帮助？

答：高温燃烧时，通常产物会出现解离现象，因此要引入第二定律来分析燃烧的解离程度，平衡条件等等。以计算绝热火焰温度为例子，如果不考虑解离过程，会造成计算得到的火焰温度远远高于考虑解离及化学平衡时的火焰温度。因此要利用热力学第二定律：孤立系统中，熵的值只能增加，极限情况下保持不变但不可能减少，来计算出不同温度下的Smix以及，从中确定最大的Smix所对应的温度为绝热火焰温度。

14． 燃烧热力学和化学动力学各关心什么问题？

 燃烧热力学：利用热力学第一第二定律分析研究燃烧中的热效应、燃烧方向和限度、燃烧产物的成份和温度等。关心的是初始和最终两个状态。

 燃烧动力学：研究反应进行的具体途径和过程变化的速率，关心的是反应的过程，即从反应物变成产物的途径。

15． 影响燃烧反应速度的因素有哪些？

答：影响因素有浓度、温度、压力、活化能等因素 16． 判断燃烧反应是否达到化学平衡的判据是什么？

答：正，逆反应的速率相等

17． 何谓燃烧反应机理？如何用反应机理来预估燃烧反应级数？

答：燃烧反应机理：形成实际复杂反映的所有基元反应的集合

用反应机理来预估燃烧反应级数：

18． 用实验方法测定燃烧反应级数对分析燃烧反应机理有何帮助？

19． 某基元反应方程式为aAbBcCdD ，其反应速率常数为k，根据质量作用定律，其反应速度方程可写成W= ，该反应的级数为 。

1dCAabkCACBadt， 反应级数为ab

w20． 一般碳氢燃料的燃烧反应级数约为 。

查表知，碳氢燃料的反应级数约为1.7-2.2

21． 既然目前认为，氢氧燃烧为链反应，为何氢氧系统在不同压力和温度下具有不同的爆

炸特性？

22． 何为Arrhenius公式？若用一条直线来表示，则横坐标与纵坐标分别是什么？

23． 何谓活化能？其物理意义是什么？

24． 在温度改变时，反应A 与反应B相比，反应速度改变较少，则反应A的活化能EA与反应B的活化能EB大小关系 。

25． 燃烧反应速度、火焰传播速度有何不同？

26． 一般碳氢燃料的层流火焰传播速度多大？

27． 氢气的层流火焰传播速度多大？

28． 用广义雷诺比拟分析二维平板边界层有何特色？

29． 如何推导二维平板边界层流动的控制方程组？

30． 何为水面蒸发时的斯蒂芬流现象？

31． 何为DI数？何为DII数？各自的物理意义是什么？

32． 在燃烧物理学中有四种守恒方程，即：总质量守恒、 、 及组份守恒方程。

33． 什么叫扩散燃烧？它与动力燃烧有何不同？

34． 当余气系数 于1时，本生灯火焰将形成内、外锥。

35． 扩散火焰焰锋处余气系数 于1。

36． 层流火焰焰锋厚度越大，表明其火焰传播速度越 。

37． 层流火焰高度随 增加而增加；湍流火焰高度则随 增加而增加。

38． 其他条件相同时，层流火焰的最大高度比湍流火焰要 。

39． 如何用守恒方程组近似求解出圆形射流层流扩散火焰的焰锋形状及火焰长度？

40． 如何推导轴对称圆形自由射流的控制方程组？

41． 如何用守恒方程组近似求解出层流火焰传播速度？

42． 影响层流火焰传播速度的因素有哪些？试举出3个以上因素，并说明其影响规律。

43． 混合气初温降低时，火焰传播速度将 。

44． 测量层流火焰传播速度的方法有哪些？其原理是什么(至少举2例)？

45． 湍流火焰传播速度与层流火焰传播速度相比谁大？为什么？

46． 燃烧模式有哪几种？各有何特点？日常生活中常见的是哪种模式？

47． 若环境压力升高，而其他条件不变，则可燃混气的着火温度 。

48． 若环境压力升高，而其他条件不变，则电火花点火的最小点火能量 ；若环境温度升高，而其他条件不变，则电火花点火的最小点火能量 。

49． 若某燃烧装置在流速V及初温T下着火，则其熄火时的V及T有何变化？

50． 试绘图分析着火、熄火的临界条件，并分析各自的差异？

51． 试绘图分析实际采用的各种熄火措施的熄火原理。

52． 什么叫熄火距离？它有什么实际意义？

53． 如何列出控制方程并求解出熄火距离？

54． 什么叫旋流数？其物理意义是什么？

55． 试举出两种以上的产生旋流的方式。

56． 什么叫强旋流？什么叫弱旋流？如何分类？有何物理特征？

57． 当其他条件相同时，随着旋流数的增加，火焰长度将 。

58． 油珠燃烧过程是先 后 。

59． 如何推导单滴燃料燃烧的控制方程组？

60． 随着油珠的蒸发燃烧，油珠直径逐渐变小，若其周围条件不变，则油珠直径随时间变化规律应满足 。

61． 单颗油珠在定常环境中的蒸发量随时间的变化而变化吗？变大还是变小？

62． 若油珠的蒸发潜热增加，则其外部火焰位置离油珠表面越 。

63． 若油珠的热值增加，则其外部火焰位置离油珠表面越 。

64． 什么叫Sauter平均直径？为什么燃烧学者常使用它？

65． 什么叫MMD？

66． 衡量液雾尺寸分布的函数主要有哪几种？各自的定义是什么？相互之间有什么关系？

67． 什么叫We数？其物理意义是什么？单滴破碎的临界We数大约是多少？

68． 什么是Oh数？其物理意义是什么？

69． 试举出3种以上的液体雾化方法。

70． 一般碳氢燃料的可燃边界大约多大？

71． 当环境压力、温度及燃料流速增加时，燃料的可燃边界拓宽还是缩小？

72． 为什么预混可燃气在空气中燃烧时，用U~Φ表示的回火特性与脱火特性不同？

73． 哪些办法可以防止回火？

74． 火焰稳定的基本条件是什么？试分析本生灯稳定、钝体稳定、旋流稳定都是怎样满足该条件的？

75． 试举出3种以上在高速气流中稳定火焰的方法。

76． 钝体稳定器特征尺寸越大，则吹熄速度越 。而压力越高，则吹熄速度越 。

77． 描述流体的输运过程时，其动量、 、 的输运分别满足 、Fourier导热定律以及Fick扩散定律，且分别采用物性参数动力粘性系数ν、 、 来衡量流体动量、能量及质量输运过程的快慢，这些物性参数的量纲均为 。

78． 某仓库用钢瓶存放纯甲烷气体，突然发现其中一瓶出现泄漏问题，且一时间难以解决，只能靠开窗通风的办法来避免火灾危险。若已知泄漏量为1g/min，甲烷与空气混合物的可燃边界（当量比）为0.53，每开一扇窗户相当于以扩散方式向车间输送新鲜空气10g/min。问：至少要开几扇窗户才能避免起码在常温常压下发生火灾？