燃燒學復習題

燃燒學復習題第二章.簡述比熱容和物質(zhì)原子個數(shù)之間的關(guān)系，并解釋形成這一關(guān)系的原因。P14一般而言，物質(zhì)原子個數(shù)越多，比熱容越大。分子內(nèi)能由三個部分組成：平動、振動和轉(zhuǎn)動。單原子分子只有平動動能，雙原子分子中，能量儲存于振動的化學鍵和基于兩個正交軸的轉(zhuǎn)動動能中，也有平動動能，雙原子分子的比熱容大于單原子分子的比熱容，三原子分子比熱容更大，一般而言，分子結(jié)構(gòu)越復雜，摩爾熱容越大。比熱容Cv和Cp通常都是溫度的函數(shù)。分子結(jié)構(gòu)越復雜，其摩爾熱容越大。機理分子內(nèi)能由三部分組成，平動，振動，轉(zhuǎn)動。根據(jù)量子理論，振動和轉(zhuǎn)動的能量儲存模式隨溫度的增加而變得活躍。.什么是生成焓？絕對焓、生成焓和顯焓之間的關(guān)系。P23標準狀態(tài)下元素的化學鍵斷裂并形成新的鍵而產(chǎn)生所需要的化合物時的凈焓變化值.。絕對焓定義為生成焓和顯焓之和。.什么情況下物質(zhì)的生成焓為0？P23在標準參考狀態(tài)（T=298K，P=1atm）下所有穩(wěn)定的元素在其最自然的狀態(tài)時的生成焓設(shè)定為零。.什么是反應(yīng)焓？和熱值之間的關(guān)系？P27完全反應(yīng)條件下，在某一特定狀態(tài)下產(chǎn)物的焓與反應(yīng)物的焓的差叫作反應(yīng)焓。熱值與反應(yīng)焓數(shù)值相等，但符號相反。.低位熱值和高位熱值有何區(qū)別？燃料和燃燒產(chǎn)物在什么狀態(tài)下的放熱量最大？P27高位熱值（HHV）是假設(shè)所有產(chǎn)物都凝結(jié)成液體水時的燃燒熱。這一情形下釋放出最大的熱量。低位熱值（LHV）是指沒有水凝結(jié)成液體的情況下的燃燒熱。.當量比的定義？不同的當量比對于什么燃燒工況？P20|如匕破我^從這一定義式可，知用于富燃社或合磔曾］L對于黃糧料里合物，呼 亂于化學當征E的混汽血⑥」一^辭^?址孑'痂砥定一雜卡性露的囚點..*化學當量空燃比和實際空燃比有何區(qū)別?理論上每千克燃料完全燃燒時需要空氣的質(zhì)量，這種空氣和燃料的比例稱為化學當量比。為了完全燃料，實際送入的空氣量要大于理論空氣量，.*絕熱燃燒溫度的定義？有哪些因素導致實際燃燒溫度總是低于絕熱燃燒溫度？絕熱燃燒溫度，亦稱“絕熱火焰溫度”，是燃料在絕熱條件下實現(xiàn)完全燃燒時，燃燒產(chǎn)物所能達到的溫度。包括定壓絕熱燃燒溫度和定容絕對燃燒溫度。在高溫度燃燒中，燃燒產(chǎn)物不是簡單的理想產(chǎn)物的混合物；主要成分離解產(chǎn)生次要成分。因為實際燃燒時散熱是不可避免的，為了完全燃燒，實際送入的空氣量要大于理論空氣量，以及火焰在高溫時，部分燃燒產(chǎn)物C02和H20分解成CO、H2和02時要吸熱。所以，實際燃燒溫度總是低于理論燃燒溫度。.定質(zhì)量孤立系統(tǒng)中，燃燒化學平衡組分如何確定？P33（熱力學）第一定律，第二定律，狀態(tài)方程.*在使用吉布斯函數(shù)來確定燃燒化學平衡組分時，有哪些限定條件？P33給定溫度、壓力和化學當量比的條件下計算混合物的組成。G=H-TS.如何用分壓力計算平衡常數(shù)Kp？P35一般地有￡7A+ 4 U>cE+yF+ K_（%/嚴）"c.平衡常數(shù)Kp和Gt的關(guān)系，及其對化學平衡的影響？P35=-aTinKp Kp=exp（-AG；/凡『）則Kp<1,不反應(yīng)AG°t<0,起于完全反應(yīng)

.*在丙烷和空氣的燃燒過程中，解釋燃燒最高溫度出現(xiàn)在當量比①=1.05時的原因。P40第三章.二元擴散系數(shù)與溫度和壓力的關(guān)系。P70或此歸，境才守出，-tkj反更竺凈的或此歸，境才守出，-tkj反更竺凈的x系爐三的指數(shù)莫上！.與壓力成反比.也將注意的.質(zhì)量通量的定義？P67質(zhì)量通量定義為垂直于流動方向的單位面積組份A的質(zhì)量流量。.寫出雙組分菲克擴散定律，并指出每一項的物理意義。P67.*什么是滯止層？P72斯蒂芬問題中，假設(shè)B在液體A中不可溶，管內(nèi)液體不存在B物質(zhì)的凈運輸，在圓柱中形成B的滯止層。.在斯蒂芬問題中，提高A組分揮發(fā)率的措施有哪些？P73從式俎鈍）可以看出，癟?通堇誓三”呼單?散步數(shù)巴吧乘學成些七,w也比口護敵系版越大，產(chǎn)生的質(zhì)沖通量也越大..*什么是準穩(wěn)態(tài)？對于液滴蒸發(fā)計算中，準穩(wěn)態(tài)假設(shè)體現(xiàn)在哪里？P77.簡述影響液滴蒸發(fā)速率的因素。P78

采用傳耍散%,塞絲型四辱二一一(3.53)如阿伍1屈11序》(3.53)Bl1?一一一：一，,一^~~*?■??>斐一號果表明，當傳蟹祝菱時?應(yīng)跖當恃質(zhì)數(shù)燧加比強發(fā)速率也增液滴表面蒸汽質(zhì)量分數(shù)，遠離表面蒸汽質(zhì)量分數(shù)，傳質(zhì)數(shù).液滴蒸發(fā)常數(shù)和液滴壽命的關(guān)系。P79就打改變式(3.59)的積分上限，就打改變式(3.59)的積分上限，就得到一4區(qū)/攵(3.50)隨前間工變化的-般關(guān)系式成外二區(qū)"七F)第四章.在基元反應(yīng)A+BfC中，根據(jù)碰撞理論，指出影響A組分反應(yīng)速率的因素有哪些？P89單位時間內(nèi)的碰撞數(shù)，碰撞頻率，.總包反應(yīng)和基元反應(yīng)的區(qū)別？總包反應(yīng)速率常數(shù)和基元反應(yīng)速率常數(shù)的涵義是否相同？說明原因。P88總包反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)nm不一定是整數(shù)、基元反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)一定是整數(shù)?？偘磻?yīng)是所有基元反應(yīng)的總和，基元反應(yīng)是單個反應(yīng)。基元反應(yīng)是只包含一個基元步驟的反應(yīng)，即沒有中間產(chǎn)物一步完成的反應(yīng)。不相同.寫出化學反應(yīng)速率方程的阿累尼烏斯形式，并指出每個符號的指代。P91如果研究何意的溫度范圍不是很大，雙分子反向速率常載可取用經(jīng)驗:的阿，尼烏斯港式｛AirheniushrE)來表示.即 f 隨km=Atxp(-Eft/R?T)曳\(4115)式中*是一個常數(shù).稱作指前國手嬴第軒一逾T市L仃)制式［i.IQ,■卜砧?佛理j￡.什么是凈生成率？P93基元反應(yīng)中參與反應(yīng)的任一組分的產(chǎn)生與消耗的凈速度。.簡述Kc與Kp的關(guān)系。P97XiK『通我現(xiàn)述姓^K,和K,之間的美系是Kp- ^J， HNlU? Kp=尺.簡述穩(wěn)態(tài)近似與部分平衡的異同點。P98兩者最終結(jié)果都是：一個自由基的濃度可以用代數(shù)方程來求解，而不必用常微分方程的積分來求得。從物理上講，兩者是完全不同的：局部平衡近似方法是強制使一個反應(yīng)或一組反應(yīng)實質(zhì)上處于平衡狀態(tài)，而穩(wěn)態(tài)近似方法是強制一個或多個組份的凈生成率實質(zhì)上等于零。.在鏈式反應(yīng)中包含哪些反應(yīng)步驟，這些步驟中哪些屬于快速反應(yīng)，哪些屬于慢速反應(yīng)，總反應(yīng)速率哪個反應(yīng)牽制？P101鏈的激發(fā)反應(yīng)、鏈的傳播反應(yīng)、鏈的終止反應(yīng)。鏈的傳播反應(yīng)快速反應(yīng)，鏈的激發(fā)反應(yīng)、鏈的終止反應(yīng)慢速反應(yīng)，總反應(yīng)速率鏈的激發(fā)反應(yīng)牽制。.在A和B的雙分子反應(yīng)中，A和B的化學時間尺度是否相等？說明原因。P105相等，定義特征化學時間為A的濃度從初始的值下降到1/e倍的初始值時所需要的時間，每消耗1molA就消耗1molB，A濃度的任何變化在B中都有相應(yīng)的變化。簡單的雙分子反應(yīng)，其特征時間尺度只與初始反應(yīng)物濃度和反應(yīng)速率常數(shù)有關(guān)。第五章.參照C3H8的例子，寫出C4H10氧化的前5步。P127.簡述水蒸汽催化CO快速燃燒的化學反應(yīng)機理。P124O+H.0tOH+0H這是因為包括羥基使CO氧化速度大大提高，.,.鏈式反應(yīng)包括哪些反應(yīng)步驟？ 激發(fā)、傳播、終止.甲烷的高溫和低溫燃燒機理存在什么區(qū)別？P142在低溫條件下(<1500K),高溫下不重要的一些途徑變得顯著了。黑色的箭頭表示了所有附加在高溫下途徑的新的途徑。.舉例說明A剪刀規(guī)則。P127注一'..!?(也整衛(wèi)且里;也過一一別說的整版累r-c-或/匕理光?葉.基偏置的，十康面面衣京海手聃一干佗窗」在n由基位置此的不聯(lián)燈電于加懂了力幫的憾■引起的玷累袒從這一檢曾向外洋州了一個位置.肘手M毫I出聲1：的自由款一百設(shè)下兩種可能的選徑工ClHfi+H+M cC.Hi-bM' (3/CxHlh+CK4M.簡述高碳氫化合物的反應(yīng)步驟。P127I.燃料分子受到O和H原子的沖擊并斷裂，先形成了烯烴和氫。氫在有氧存在時氧化為水。

.不飽和的烯烴進一步氧化成國CO和H2.當然所有的H2將轉(zhuǎn)化為水。.CO按反應(yīng)3：CO+OHCO2+H進行燃燒。幾乎在整個燃燒過程中所放出的熱都是在這一步中發(fā)生的。36.NOx有哪些主要的生成機理？結(jié)合NOx的生成機理，分析利用富燃料分級燃燒技術(shù)和富氧預混燃燒技術(shù)控制NOx排放的原理。P1441.熱力型或Zeldovich機理2.Fenimore或快速型機理3.N2O-中間體機理富燃料分級燃燒技術(shù)：講用于燃燒的總空氣量（a>1）沿著燃燒區(qū)的主流方向分批次供入，形成多級燃燒區(qū)，使a<1形成富氧燃燒。富氧預混燃燒技術(shù)：它使燃燒區(qū)的a》1使之朝富氧狀態(tài)偏離化學當量比；這樣既能保證燃燒效率，又可以抑制燃燒溫度，達到控制NOx的目的。燃燒溫度分布均勻。第八章.簡單化學反應(yīng)系統(tǒng)類型有哪些？簡述各簡化反應(yīng)器的特點。P156定壓、定質(zhì)量反應(yīng)器：完全混合，均相反應(yīng)定容、定質(zhì)量反應(yīng)器：完全混合，均相反應(yīng)全混流反應(yīng)器：穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)定流動，完全混合柱塞流反應(yīng)器：穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)定的流動，無軸向混合.推導柱塞流反應(yīng)器基本的微分守恒方程式（6.39）?（6.42）。PPT1dp1dv1dA八++=0質(zhì)量守恒：pdxvdxAdxdP dv八 +pV x_—0dxxdx動量守恒:x-方向動量守恒：dvQ"pQ dvQ"pQ =0m +dx能量守恒方程：dYdx組分守恒：第七章.簡述組分速度、擴散速度和宏觀整體速度的概念。P188189組分擴散通常是考慮了濃度梯度、壓力梯度、溫度梯度等作用下的一個相當復雜的速度參量。擴散速度為組分速度和整體速度的差值。宏觀整體速度是各組分分速度的質(zhì)量分數(shù)地加權(quán)和。.反應(yīng)流的簡化守恒方程有哪些？總質(zhì)量守恒（連續(xù)性方程）、組分質(zhì)量守恒（組分連續(xù)性方程）、動量守恒、能量守恒.有效二元擴散系數(shù)的定義。P195.路易斯數(shù)定義？Shvab-Zeldovich能量方程的關(guān)鍵假設(shè)是什么？P203路易斯數(shù)為熱擴散率和質(zhì)量擴散率的比值，Shvab-Zeldovich能量方程關(guān)鍵的一個假設(shè)是劉易斯數(shù)Le（a/D）為1。.混合物分數(shù)的定義？混合物分數(shù)和空燃比的關(guān)系？P206f源于燃料的質(zhì)量混合物總質(zhì)量.守恒方程中“無源”是什么意思？P207是指混合物組分之間不發(fā)生化學反應(yīng)。第八章.火焰的定義？P217火焰是一個以亞音速，自維持傳播的局部燃燒區(qū)域。.預混層流火焰結(jié)構(gòu)由哪幾部分構(gòu)成？P217預熱區(qū)、反應(yīng)區(qū).電火花點火需要滿足什么條件才能成功點燃火焰？P239當足夠多的能量加入到一個和穩(wěn)態(tài)傳播的層流火焰一樣厚的板狀區(qū)域內(nèi)，使其中氣體的溫度升高到絕熱火焰溫度時，才能點燃。.簡述熄火準則。P239熄火準則一一板形區(qū)域內(nèi)化學反應(yīng)的放熱速率必需近似平衡于由于熱傳導從這個區(qū)域散熱的速率。.預混火焰的不穩(wěn)定燃燒現(xiàn)象包括哪些？P248回火、火焰推舉.簡述燃料類型對火焰速度和厚度的影響機理？P236不同的燃料對火焰正常傳播速度影響很大，燃料的分子量愈大，可燃性的范圍就愈窄。（EA越大，K越大，mF越大，易燃；MF大易燃）對于飽和碳氫化合物（烷烴類），其最大火焰速度（0.7m/s）幾乎與分子中的碳原子數(shù)n無關(guān)；而對于一些非飽和碳氫化合物（無論是烯烴還是炔烴類），碳原子數(shù)較小的燃料，其層流火焰速度卻較大。當n增大到4時，SL的值將陡降，而后，隨n進一步增大而緩慢下降，直到nN8時，就接近于飽和碳氫化合物的SL值。.簡述溫度對火焰速度和厚度的影響，為什么火焰速度最大發(fā)生在當量比大于1的時候？P232提高可燃物初始溫度Tu可以大大促進化學反應(yīng)速度，因而增大SL值。.將蠟燭用一個圓形金屬罩罩住，引來可燃氣體吹掃罩面，可燃氣體不能點燃，為什么？p229縫隙小于火焰的熄火距離。.簡述火焰厚度對熄火距離的影響。P240.簡述燃料壓力和溫度對燃料可燃范圍的影響機理。P232第九章.列出碳煙形成和分解的4個步驟，烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴等燃料燃燒，容易產(chǎn)生碳煙的排序及原因？P287步驟：前體物的形成；開始形成顆粒；顆粒的長大和聚合；顆粒被氧化排序：從小到大為烷烴〈烯烴〈炔烴〈芳香烴，分子結(jié)構(gòu)的影響。.層流擴散火焰長度的定義。.火焰長度的影響因素有哪些？P266L尸臺火焰長度與體積流量成正比，與燃燒的化學當量質(zhì)量分數(shù)成反f8兀DYF、stoic比，燃燒完全所需空氣越少，火焰越短。噴口長寬比小，AF變大，L變大。.層流擴散火焰面的定義。P265在流場中，燃料和氧化劑之比為化學當量比的點就構(gòu)成了火焰表面。.畫出層流擴散火焰結(jié)構(gòu)圖，用混合物分數(shù)表示火焰內(nèi)、火焰上和火焰外的組分濃度。P266.會畫層流擴散火焰的徑向溫度分布和組分分布圖。P266第十章.液滴蒸發(fā)和燃燒過程中液滴表面沿徑向的溫度和組分分布圖。P317.常溫條件下和高溫條件下的液滴蒸發(fā)有何不同，請說明。.對流條件對液滴燃燒邊界條件有何影響，畫出靜止和對流條件下液滴燃燒溫度和組分濃度分布圖。P329第十一章.碳顆粒燃燒雙模模型和單模模型有何區(qū)別，從火焰面位置、化學