《工程熱力學(xué)》教學(xué)大綱-山東大學(xué)課程中心

山東大學(xué)“工程燃燒學(xué)I”課程教學(xué)大綱課程號(hào)：0183100310課程名稱(chēng)：工程燃燒學(xué)I英文名稱(chēng)：EngineeringCombustionⅠ總學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：34授課學(xué)時(shí)：30實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4上機(jī)學(xué)時(shí)：0適用對(duì)象：熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)先修課程：大學(xué)物理高等數(shù)學(xué)熱工學(xué)流體力學(xué)使用教材及參考書(shū)：1、汪軍，工程燃燒學(xué)，中國(guó)電力出版社，2008.72、霍然等，工程燃燒概論，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.93、岑可法等，高等燃燒學(xué)，浙江大學(xué)出版社，2002.124、嚴(yán)傳俊，范瑋等，燃燒學(xué)（第2版），西北工業(yè)大學(xué)出版社，2008.7。5、劉聯(lián)勝，燃燒理論與技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2008.66、黃勇，燃燒與燃燒室，北京航空航天大學(xué)出版社，2009.97、（美）特納斯著，姚強(qiáng)，李水清，王宇譯，燃燒學(xué)導(dǎo)論：概念與應(yīng)用（第2版），清華大學(xué)出版社，2009.48、C.K.Law,CombustionPhysics,CambridgeUniversityPress,2006.9、Poinsot,T.andVeynante,D.,TheoreticalandNumericalCombustion,2005.10、IrvinGlassman,RichardA.Yetter,Combustion,4thEdition-Elsevier,200811、徐通模，燃燒學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2010.7*在教材及主要參考資料中第1項(xiàng)為教材，其它為主要參考資料。一、課程教學(xué)目的工程燃燒學(xué)是熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是該專(zhuān)業(yè)的必修主干課。本課程的授課對(duì)象是熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)本科生，屬熱動(dòng)類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課。課程主要任務(wù)是通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，使學(xué)生對(duì)燃燒現(xiàn)象和基本理論的認(rèn)識(shí)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)掌握燃燒技術(shù)中所必須的熱化學(xué)、燃燒動(dòng)力學(xué)及燃燒過(guò)程的基本知識(shí)與基本理論。掌握熱能與動(dòng)力機(jī)械工程中典型燃料的特性、燃燒特點(diǎn)和規(guī)律，包括著火的形式和條件、火焰的傳播、燃燒產(chǎn)物的生成機(jī)理、新型燃燒技術(shù)等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能對(duì)鍋爐、內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)、火災(zāi)、家用爐灶、焊槍等燃燒現(xiàn)象從宏觀上能有所認(rèn)識(shí)，微觀上能有所解釋。為改進(jìn)燃燒設(shè)備、提高能源利用率、分析有害排放物的生成機(jī)理和過(guò)程、避免不正常的燃燒現(xiàn)象、控制和降低有害排放物的生成，具有一定的基本理論知識(shí)。為今后從事工程技術(shù)工作、科學(xué)研究及開(kāi)拓新技術(shù)領(lǐng)域，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)基本內(nèi)容和要求本課程由燃燒熱力學(xué)、燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、著火理論、火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定性、煤燃燒原理與技術(shù)、燃燒污染物控制技術(shù)、新型燃燒技術(shù)等部分組成。學(xué)完本大綱規(guī)定的內(nèi)容后，應(yīng)達(dá)到下列基本要求：[1]掌握燃燒過(guò)程基本概念和基本原理，以及燃料燃燒的基本計(jì)算與分析；[2]掌握燃燒過(guò)程中著火、火焰?zhèn)鞑サ囊?guī)律；[3]熟悉和了解基本的燃燒方法和裝置；[4]重點(diǎn)掌握煤燃燒原理和技術(shù)，污染物生成機(jī)理與排放控制理論；[5]了解新型燃燒技術(shù)與裝置；[6]應(yīng)用基本概念和原理分析判斷燃燒過(guò)程，掌握燃燒領(lǐng)域節(jié)能減排的基礎(chǔ)理論和基本技能。為相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)知識(shí)。三、課程學(xué)時(shí)分配章目?jī)?nèi)容學(xué)時(shí)總數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)0緒論111燃燒物理學(xué)基礎(chǔ)112燃燒熱力學(xué)基礎(chǔ)113燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)224著火理論445火焰的傳播與穩(wěn)定性666煤的燃燒9927燃燒污染物形成與控制4428新型燃燒技術(shù)進(jìn)展2291011課程考試合計(jì)30304四.教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)及教學(xué)要求第0章緒論【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、能源現(xiàn)狀、燃燒概念，燃燒與能源利用的關(guān)系2、燃燒學(xué)發(fā)展歷程，燃燒本質(zhì)3、燃燒設(shè)備的特點(diǎn)4、燃燒學(xué)的研究?jī)?nèi)容及研究方法【教學(xué)要求】1、了解能源現(xiàn)狀，燃燒學(xué)發(fā)展歷程，燃燒設(shè)備的特點(diǎn)，燃燒在能源利用過(guò)程中的地位2、理解燃燒的概念、燃燒的本質(zhì)、明確燃燒的研究?jī)?nèi)容，熟悉研究方法第一章燃燒物理學(xué)基礎(chǔ)【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、多組分氣體基本參量2、分子疏運(yùn)定律及三傳比擬3、多組分反應(yīng)流體的守恒方程【教學(xué)要求】1、明確多組分氣體的概念及參量定義2、理解Fourier導(dǎo)熱定律、Fick擴(kuò)散定律、Newton粘性定律，熱量與質(zhì)量交換的比擬3、理解質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程第二章燃燒熱力學(xué)基礎(chǔ)【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、燃燒反應(yīng)計(jì)算：燃燒空氣量的計(jì)算、燃燒產(chǎn)物的組成2、基本概念：標(biāo)準(zhǔn)生成焓、反應(yīng)焓、燃燒焓、化學(xué)計(jì)量學(xué)3、熱力學(xué)第一定律及絕熱燃燒溫度4、熱力學(xué)第二定律及化學(xué)反應(yīng)平衡【教學(xué)要求】1、掌握燃燒反應(yīng)計(jì)算2、理解標(biāo)準(zhǔn)生成焓、反應(yīng)焓、燃燒焓基本概念，掌握化學(xué)計(jì)量學(xué)計(jì)算3、理解絕熱燃燒溫度，掌握其計(jì)算。4、了解熱力學(xué)第二定律及化學(xué)反應(yīng)平衡第三章燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、化學(xué)反應(yīng)速率及其基本概念：反應(yīng)速率、基元反應(yīng)、總包反應(yīng)、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)級(jí)數(shù)2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：溫度的影響（阿累尼烏斯定律），活化能、壓力、反應(yīng)物濃度、催化作用對(duì)反應(yīng)速率的影響3、鏈鎖反應(yīng)：概念及特點(diǎn)，支鏈反應(yīng)的爆炸界限【教學(xué)要求】1、理解化學(xué)反應(yīng)速率及基本概念2、理解與分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素3、理解與分析鏈鎖反應(yīng)及其爆炸界限第四章著火理論【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、著火過(guò)程及方式：著火過(guò)程、方式與機(jī)理2、熱自燃理論：熱自燃條件、熱自燃溫度、熱自燃界限、熱自燃孕育期3、鏈鎖自燃理論：鏈鎖自燃條件、鏈鎖自燃條件、鏈鎖自燃孕育期4、強(qiáng)迫點(diǎn)燃理論：強(qiáng)迫點(diǎn)燃方法、熾熱物體點(diǎn)燃理論、點(diǎn)火的可燃界限【教學(xué)要求】1、理解著火過(guò)程、方式及機(jī)理2、理解熱自燃理論，并學(xué)會(huì)運(yùn)用分析實(shí)際問(wèn)題3、理解鏈鎖自燃理論，并學(xué)會(huì)運(yùn)用分析實(shí)際問(wèn)題4、明確點(diǎn)燃的方法、掌握推導(dǎo)熾熱物體點(diǎn)燃理論，掌握分析影響可燃界限的影響第五章火焰的傳播與穩(wěn)定性【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ィ侯A(yù)混火焰、層流火焰?zhèn)鞑ダ碚?、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y(cè)定，影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、湍流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ィ夯靖拍睢⑼牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ダ碚?、影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、擴(kuò)散燃燒火焰：擴(kuò)散火焰、層流擴(kuò)散燃燒、湍流擴(kuò)散燃燒4、火焰穩(wěn)定：火焰穩(wěn)定的基本條件、火焰穩(wěn)定機(jī)理、高速氣流火焰穩(wěn)定條件及方法【教學(xué)要求】1、理解層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ジ拍罴袄碚?、掌握層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y(cè)定，能夠分析影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、理解湍流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ジ拍罴袄碚摗⒛軌蚍治鲇绊懲牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?、理解擴(kuò)散火焰，層流擴(kuò)散燃燒、湍流擴(kuò)散燃燒4、理解掌握火焰穩(wěn)定的基本條件、火焰穩(wěn)定機(jī)理、高速氣流火焰穩(wěn)定條件及方法，并會(huì)分析問(wèn)題第六章煤的燃燒【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、煤粒的燃燒：煤粒的燃燒過(guò)程、煤粒的熱分解、碳粒燃燒的異相化學(xué)反應(yīng)速度、碳粒的動(dòng)力擴(kuò)散燃燒區(qū)、碳粒的燃燒反應(yīng)機(jī)理與燃盡時(shí)間、碳的氣化反應(yīng)及其對(duì)燃燒的影響、焦炭的燃燒2、煤的燃燒方式與技術(shù)：層狀燃燒、沸騰燃燒、懸浮燃燒3、煤粉射流燃燒與穩(wěn)燃：影響煤粉氣流著火的因素、影響煤粉燃盡的因素、煤粉燃燒機(jī)理與技術(shù)【教學(xué)要求】1、了解煤粒燃燒過(guò)程、煤的熱解過(guò)程與影響因素、2、掌握碳粒異相化學(xué)反應(yīng)速度及其推導(dǎo)、碳燃燒的三種類(lèi)型及其推導(dǎo)3、理解碳粒的燃燒反應(yīng)機(jī)理，能夠推導(dǎo)計(jì)算碳粒燃盡時(shí)間4、理解和分析影響碳燃燒的因素5、能夠分析碳的氣化反應(yīng)對(duì)燃燒的影響6、能夠推導(dǎo)焦炭的燃盡時(shí)間，分析灰殼對(duì)焦炭燃燒的影響7、了解層狀燃燒、沸騰燃燒、懸浮燃燒，各自燃燒特點(diǎn)，及其相應(yīng)設(shè)備8、掌握并分析影響煤粉氣流著火的因素，影響煤粉燃盡的因素9、掌握煤粉穩(wěn)燃機(jī)理與方法，并能分析實(shí)際問(wèn)題第七章燃燒污染物形成與控制【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、燃燒污染物及其對(duì)空氣的污染2、煙塵的生成機(jī)理與排放控制3、硫氧化物的生成機(jī)理與排放控制4、氮氧化物的生成機(jī)理及排放控制【教學(xué)要求】1、了解燃燒污染物的分類(lèi)及其危害，以及各污染物排放標(biāo)準(zhǔn)2、了解煙塵的生成機(jī)理與排放控制方法3、理解硫氧化物的生成機(jī)理，了解典型的脫硫方法與工藝4、理解氮氧化物的生成機(jī)理，掌握低氮燃燒原理，低氮燃燒技術(shù)，了解常用的脫硝工藝及原理。第八章新型燃燒技術(shù)進(jìn)展【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】1、富氧燃燒、MILD燃燒、催化燃燒、脈動(dòng)燃燒、化學(xué)鏈燃