《燃料與燃燒學A》課程簡介與教學大綱

《燃料與燃燒學A》課程簡介課程編號：14014026課程名稱：燃料與燃燒學A/FuelandCombustionA學分:3.5學時：56（實驗:0上機:0）開課單位：能源與環(huán)境學院能源與動力工程系課程負責人：先修課程：高等數(shù)學，工程化學基礎(chǔ)，工程熱力學，流體力學與流體機械，傳熱學考核方式：平時成績與期末考試主要教材：燃料及燃燒（第二版），韓昭滄主編，冶金工業(yè)出版社，1997年參考書目：燃料與燃燒，常弘哲，上海交通大學出版社，1993年燃燒學，傅維鑣，高等教育出版社，1989年燃燒原理，陳義良等編譯，航空工業(yè)出版社，1992年課程簡介：中文：燃料及燃燒學是結(jié)合具體燃料來研究燃燒過程基本規(guī)律及其應(yīng)用技術(shù)的科學。燃料的燃燒是能量的轉(zhuǎn)換，是燃料在一定條件下所進行的具有放熱和發(fā)光特點的劇烈氧化反應(yīng)，燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能與光能。本課程共分五篇，第一篇是關(guān)于燃料概論，主要介紹三大類燃料（氣體燃料、液體燃料和固體燃料）的基本性質(zhì)、成分組成及其來源等；第二篇是關(guān)于燃料的燃燒計算，主要講解空氣需要量、燃燒產(chǎn)物生成量、理論燃燒溫度以及不完全燃燒等基本計算；第三篇是關(guān)于燃燒過程與燃燒反應(yīng)原理，其主要內(nèi)容包括：燃料燃燒反應(yīng)機理、預(yù)混可燃氣體的著火與熄滅、火焰的傳播機理、火焰的結(jié)構(gòu)等；第四篇是關(guān)于燃燒設(shè)備，是關(guān)于各種燃料燃燒設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、原理及其選型、應(yīng)用等。第五篇是數(shù)值燃燒介紹，對AspenPlus軟件在固體燃料燃燒/氣化進行介紹。因此，本課程教學的基本要求為：著重掌握第一、二篇基礎(chǔ)性的知識，掌握對各種燃燒問題的計算，理解燃燒反應(yīng)原理及其相關(guān)燃燒問題的分析，掌握燃燒設(shè)備設(shè)計的基本原理及其選型，了解AspenPlus軟件的操作。英文：Materialandcombustionscienceisascientificstudyonthebasiclawofcombustionprocessanditsapplicationtechnology.Thecombustionoffuelistheconversionofenergy.Itisakindofsevereoxidationreactionwiththecharacteristicsofheatreleaseandlightemission.Thiscourseisdividedintofivechapters.Thefirstchapterisabouttheintroductionoffuel,mainlyintroducesthreekindsoffuel(gasfuel,liquidfuelandsolidfuel)thebasicproperties,compositionandsources;thesecondisonthecombustioncalculation,mainlyontheairdemand,combustionproductproduction,thetheoreticalcombustiontemperatureandtheincompletecombustionofthebasiccalculation;thethirdisonthecombustionprocessandthecombustionreactionprinciple,themaincontentsinclude:fuelcombustionreactionmechanism,premixedcombustiblegasignition,flamepropagationandquenchingmechanism,flamestructureandsoon;thefourthisonthecombustionequipment,isallaboutthebasicstructureofthefuelburningequipmenttheprincipleandtheselectionandapplication.Thefifthistheintroductionofnumericalcombustion,theintroductionoftheAspenPlussoftwareinsolidfuelcombustion/gasification.Therefore,thebasicteachingrequirementofthiscourse:first,twopapersfocusonthemasteryofbasicknowledge,tomasterthecalculationproblemofvariouscombustionanalysis,reactionprincipleandtherelatedproblemsofunderstandingcombustioncombustion,combustioncontrolbasicprincipleandselectionofequipmentdesign,understandAspenPlussoftwareoperation.

《燃料與燃燒學A》教學大綱

課程編號：14014026課程性質(zhì)：必修課程名稱：燃料與燃燒學A學時/學分：56/3.5英文名稱：FuelandCombustionA考核方式：閉卷筆試選用教材：《燃料及燃燒（第二版）》，韓昭滄主編，冶金工業(yè)出版社，2007年先修課程：高等數(shù)學，工程化學基礎(chǔ)，工程熱力學，流體力學與流體機械，傳熱學適用專業(yè)：能源與動力工程一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)燃料與燃燒學是能源與動力工程專業(yè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課。通過本課程的學習，旨在使學生能夠運用燃燒學知識解決專業(yè)領(lǐng)域中的燃燒問題，并為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下基礎(chǔ)。因此，本課程的教學任務(wù)是要求學生牢固掌握燃燒過程的規(guī)律與原理，掌握燃料的燃燒計算，正確應(yīng)用和選用燃燒設(shè)備。二、教學目標通過本課程的理論教學和實驗訓練，使學生具備下列能力：1.能夠運用數(shù)學、物理、燃燒反應(yīng)動力學和熱力學知識建立燃燒問題的數(shù)學模型，并正確求解。2.能設(shè)計并實施與工程燃燒相關(guān)的熱?；蚶淠嶒?，分析實驗結(jié)果，驗證或擬合模型參數(shù)，獲取有效結(jié)論。3.能夠綜合運用熱力學、流體力學、燃燒原理，分析、判斷工程燃燒中的問題，并提出優(yōu)化的解決方案。4.能夠針對燃燒反應(yīng)過程的特性，確定燃燒器選型和操作條件，進行燃燒器的設(shè)計優(yōu)化。三、課程目標與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標1.工程知識指標點1-5：專業(yè)理論教學目標1指標點1-6：系統(tǒng)學習2.研究指標點4-1：設(shè)計實驗教學目標23.工程與社會指標點6-1：合理分析教學目標34.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展指標點7-1：理解教學目標4四、教學基本內(nèi)容燃料及燃燒學是結(jié)合具體燃料來研究燃燒過程基本規(guī)律及其應(yīng)用技術(shù)的科學。燃料的燃燒是能量的轉(zhuǎn)換，是燃料在一定條件下所進行的具有放熱和發(fā)光特點的劇烈氧化反應(yīng)，燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能與光能。本課程共分四篇：第一篇是關(guān)于燃料概論，主要介紹三大類燃料（氣體燃料、液體燃料和固體燃料）的基本性質(zhì)、成分組成及其來源等；第二篇是關(guān)于燃料的燃燒計算，主要講解空氣需要量、燃燒產(chǎn)物生成量、理論燃燒溫度以及不完全燃燒等基本計算；第三篇是關(guān)于燃燒過程與燃燒反應(yīng)原理，其主要內(nèi)容包括：燃料燃燒反應(yīng)機理、預(yù)混可燃氣體的著火與熄滅、火焰的傳播機理、火焰的結(jié)構(gòu)等；第四篇是關(guān)于燃燒設(shè)備，是關(guān)于各種燃料燃燒設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、原理及其選型、應(yīng)用等。本課程教學的基本要求為：著重掌握第一、二篇基礎(chǔ)性的知識，掌握對各種燃燒問題的計算，理解燃燒反應(yīng)原理及其相關(guān)燃燒問題的分析，掌握燃燒設(shè)備設(shè)計的基本原理及其選型。課程內(nèi)容教學要求重點(☆)難點(Δ)學時安排支持課程目標一、固體燃料

2

目標1煤的種類及化學組成B

煤的使用性能和分類B

二、液體燃料

2

目標1石油的加工及其產(chǎn)品B

液體燃料在冶金工業(yè)中的應(yīng)用B

三、氣體燃料

4

目標1單一氣體燃料的物理化學性質(zhì)B

煤氣成分的表示方法及發(fā)熱量的計算B

高爐煤氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣、重油裂化氣B

四、空氣需要量和燃燒產(chǎn)物生成量

4

目標1、2空氣需要量的計算A☆

燃燒產(chǎn)物的生成量、成分和密度（完全燃燒）A☆

不完全燃燒的燃燒產(chǎn)物A☆Δ

五、燃燒溫度

4

目標1、2燃料理論發(fā)熱溫度的計算A☆

理論燃燒溫度的計算A☆

影響理論燃燒溫度的因素A☆

六、空氣消耗系數(shù)及不完全燃燒熱損失的檢測計算

4目標1、2

燃燒產(chǎn)物成分的測定與驗證A☆Δ

空氣消耗系數(shù)的檢測計算A☆

不完全燃燒熱損失的檢測計算A☆Δ

七、燃燒化學熱力學和化學動力學基礎(chǔ)

12目標1、2

燃燒學的研究對象及研究方法B

生成熱、反應(yīng)熱和燃燒熱C

自由能、平衡常數(shù)及絕熱火焰溫度C

化學反應(yīng)速度A☆Δ

影響反應(yīng)速度的因素A☆Δ

反應(yīng)速度的理論A☆Δ

鏈反應(yīng)及氣體燃料燃燒反應(yīng)機理A☆Δ

八、著火過程

6目標1

著火過程及著火溫度A☆

點火過程A☆

影響著火（自燃）的主要因素A☆

燃燒室中的著火與熄滅A☆

九、燃燒傳播過程

4

目標1燃燒前沿面的概念及其傳播機理B

燃燒前沿正常傳播速度B

紊流燃燒前沿的傳播B

十、異相燃燒

2

目標1碳的異相反應(yīng)速度C

碳粒的燃燒C

油粒的燃燒C

十一、火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定

2

目標1預(yù)混火焰C

擴散火焰C

十二、氣體燃料的燃燒

4

目標3、4概述C

有焰燃燒A☆

無焰燃燒A☆

火焰的穩(wěn)定、火焰監(jiān)測及穩(wěn)焰技術(shù)B

十三、液體燃料的燃燒

2目標3、4

燃料油的燃燒過程B

油的霧化B

燃油燒嘴C

油摻水乳化燃燒技術(shù)C

十四、固體燃料的燃燒

2目標3、4

固體燃料的層狀燃燒A

粉煤的燃燒法B

旋風燃燒法C

沸騰燃燒法C

十五、煤的氣化

目標3、4

概述C

2

影響氣化指標的主要因素C

煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)過程的強化C

幾種常用的煤氣發(fā)生爐C

煤氣的凈化C

氣化新技術(shù)C

（教學要求：A—熟練掌握；B—掌握；C—了解）五實習、實驗項目及學時分配本課程實驗統(tǒng)一安排在“熱工實驗”里，相關(guān)實驗參看“熱工實驗”課程。六教學方法與教