燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材 [Combustion] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪健生，李君，刘雪玲 编

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• 燃烧学
• 燃烧
• 化学反应动力学
• 热力学
• 传热学
• 能源
• 环境
• 高等教育
• 教材
• 十三五规划教材

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568242851

版次：1

商品编码：12231539

包装：平装

丛书名： 面向“十三五”高等教育规划教材

外文名称：Combustion

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：195

字数：307000

正文语种：中文

内容简介

　　燃烧学是工程热物理及其相关学科的一门重要专业基础课程，其相关理论也被广泛应用于航空航天、动力工程、机械工程、化学工程等众多工程领域中。《燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材》较为全面系统地介绍了燃烧现象所涉及的基本概念、基本理论以及新的研究进展。内容选取上，参考了国内外优秀教材的精华，同时适当增加了燃烧学的新近研究与应用成果。由于燃烧学涉及热力学、传热学、流体力学、化学动力学等理论基础，数学处理相对复杂，为使读者能比较深入理解燃烧学的基本理论，掌握其基本处理方法，《燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材》在内容叙述中，力求避免过多讨论相对烦琐的数学推导及演绎，而将重点集中于燃烧过程的物理机理的讲述与讨论。《燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材》力求简明扼要，目的是为不同专业方向的读者提供燃烧学的基本知识，使其能正确运用于理论研究和工程实际。此外，《燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材》还介绍了燃烧学的新研究动态，以便读者能了解燃烧学的相关研究进展。为加深对《燃烧学/面向“十三五”高等教育规划教材》内容的理解与掌握，每章均备有少量习题。

作者简介

　　汪健生，男，1964年4月出生，博士，教授，博士生导师，任教于天津大学机械工程学院热能工程系／中低温热能高效利用教育部重点实验室。主要从事燃烧机理、流动控制与强化传热、多相流等方向的研究。曾主持国家自然科学基金项目、国家“863”重大项目、天津市重点科技支撑项目、天津市重点科学基金项目等科研项目，发表学术论文50余篇。曾获天津市高等教育教学成果一等奖、国家教学成果二等奖及天津市科技进步三等奖。

内页插图

目录

第1章 燃烧热力学
1．1 热力学基本概念
1．1．1 强度量和广延量
1．1．2 理想气体状态方程
1．1．3 状态的热方程——内能和焓
1．1．4 理想气体混合物
1．1．5 化学当量比
1．1．6 绝对焓和生成焓
1．2 热力学定律及其在燃烧系统中的应用
1．2．1 燃烧焓和热值
1．2．2 绝热燃烧温度
1．3 热力学第二定律及其在燃烧系统中的应用
1．3．1 热力学第二定律及平衡条件
1．3．2 化学平衡
习题
参考文献

第2章 化学反应动力学
2．1 总反应与基元反应
2．2 质量作用定律、反应级数和反应分子数
2．3 基元反应速率
2．3．1 分子反应与碰撞理论
2．3．2 基元反应类型
2．4 多步反应机理的反应速率
2．5 净生成率
2．6 反应速率常数与平衡常数
2．7 动力学近似
2．7．1 准稳态近似
2．7．2 单分子反应机理
2．7．3 链式反应和链式分支反应
2．7．4 化学特征时间尺度
2．7．5 局部平衡近似
习题
参考文献

第3章 预混气体着火理论
3．1 热着火机理
3．1．1 闭口系统着火机理
3．1．2 开口系统着火机理
3．1．3 着火界限
3．2 链式反应着火机理
3．2．1 链式反应着火临界条件
3．2．2 链式反应着火界限
3．3 热力点火模型
3．3．1 局部热力点火
3．3．2 热射流（火焰）点火
习题
参考文献

第4章 预混燃烧
4．1 层流预混燃烧
4．2 层流火焰模型
4．2．1 基本假设
4．2．2 控制方程
4．2．3 求解过程
4．3 层流火焰特性及其影响因素
4．3．1 火焰速度
4．3．2 火焰层厚度
4．3．3 压力对火焰传播速度的影响
4．3．4 化学当量比对火焰传播速度的影响
4．3．5 燃料类型对火焰传播速度的影响
4．4 湍流预混燃烧
4．5 湍流火焰速度
4．6 湍流预混火焰结构特征
4．7 湍流火焰模式
4．7．1 湍流预混火焰模式判据
4．7．2 丹姆克尔数
4．7．3 皱褶层流火焰模式

前言/序言

　　燃烧学是工程热物理及其相关学科的一门重要专业基础课程，其相关理论也被广泛应用于航空航天、动力工程、机械工程、化学工程等众多工程领域中。本书较为全面系统地介绍了燃烧现象所涉及的基本概念、基本理论以及新的研究进展。内容选取上，参考了国内外优秀教材的精华，同时适当增加了燃烧学的新近研究与应用成果。由于燃烧学涉及热力学、传热学、流体力学、化学动力学等理论基础，数学处理相对复杂，为使读者能比较深入理解燃烧学的基本理论，掌握其基本处理方法，本书在内容叙述中，力求避免过多讨论相对烦琐的数学推导及演绎，而将重点集中于燃烧过程的物理机理的讲述与讨论。本书力求简明扼要，目的是为不同专业方向的读者提供燃烧学的基本知识，使其能正确运用于理论研究和工程实际。此外，本书还介绍了燃烧学的新研究动态，以便读者能了解燃烧学的相关研究进展。为加深对本书内容的理解与掌握，每章均备有少量习题。
　　全书共分9章，分别介绍了燃烧热力学、化学反应动力学、预混气体着火理论、预混燃烧、扩散燃烧、固体燃料的燃烧、液体燃料的燃烧、燃烧污染物的生成和控制、燃烧学研究前沿简介。其中第2、4、5章由汪健生负责编写，第7、8、9章由李君负责编写．第1、3、6章由刘雪玲负责编写。本书在编写过程中，得到了中低温热能高效利用教育部重点实验室（天津大学）的大力支持，也得到了北京理工大学出版社的鼎力相助，对此编者表示诚挚的感谢。
　　本书可作为工程热物理及其相关专业的本科生或研究生教材，也可供从事燃烧研究与应用的工程技术人员参考。
　　由于编者水平有限，书中可能存在不足之处，恳请读者予以指正。
　　编者
　　2016年9月

《燃烧学》：探索火焰的奥秘与工业应用 本书是一部全面而深入的燃烧学著作，旨在为高等教育领域的学习者提供坚实的理论基础和广阔的应用视野。从微观的分子反应机理到宏观的工业系统控制，本书层层递进，力求让读者对燃烧现象有一个透彻的理解。 核心理论：微观与宏观的交融 本书首先从燃烧的基本概念入手，清晰阐述了什么是燃烧，以及其发生的必要条件。随后，它将带领读者走进燃烧的微观世界，深入剖析化学反应动力学在燃烧过程中的作用。我们将探讨反应速率常数、活化能、链反应机理以及火焰传播的微观本质。这部分内容对于理解燃烧的本质至关重要，为后续的宏观分析打下基础。 接着，本书将目光转向燃烧的宏观现象。我们将学习如何描述火焰的结构和特性，包括火焰温度、火焰速度、熄灭极限等关键参数。读者将了解到不同类型的火焰，如预混火焰和扩散火焰，以及它们在不同应用场景下的行为特点。此外，热力学原理在燃烧中的应用也是本书的重点，我们将分析燃烧反应的能量平衡，计算燃烧产物的成分和温度，并探讨绝热燃烧温度和实际燃烧温度的差异。 模型与模拟：量化燃烧行为 为了更精确地预测和控制燃烧过程，本书深入介绍了燃烧模型的构建和应用。我们将学习一维、二维乃至三维的燃烧模型，理解如何将微观反应机理与宏观流动场相结合。计算流体动力学（CFD）在燃烧模拟中的作用将被详细阐述，包括网格划分、物理模型选择、求解器设置以及结果后处理等关键步骤。通过这些模型和模拟技术，读者将能够深入理解火焰的形态、污染物生成以及能量传递的规律。 燃烧产物与污染控制：绿色燃烧的追求 燃烧过程不可避免地会产生各种产物，其中许多对环境和健康构成威胁。本书将详细分析燃烧过程中产生的污染物，如碳氧化物（CO、CO2）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、颗粒物（PM）等，并阐述它们各自的生成机理。在此基础上，本书将重点介绍各种先进的污染控制技术，包括低NOx燃烧技术（如分级燃烧、贫油燃烧）、后处理技术（如选择性催化还原SCR、选择性非催化还原SNCR）以及颗粒物捕集技术等。本书强调绿色燃烧理念，旨在培养读者在满足能源需求的同时，最大限度地减少环境污染的意识和能力。 工业应用：燃烧技术的广泛实践 燃烧技术在现代工业中无处不在，本书将精选多个关键应用领域进行深入讲解。 动力工程： 锅炉、燃气轮机、内燃机等是能源转换的核心设备。本书将分析这些设备中燃烧过程的特点、效率优化以及排放控制策略。读者将了解到如何通过优化燃料供给、燃烧区域设计和进气条件来提高燃烧效率并降低污染物排放。 工业炉与窑： 在冶金、陶瓷、玻璃等行业，工业炉和窑是不可或缺的生产设备。本书将探讨不同类型工业炉（如马蹄焰炉、平炉、隧道窑）的燃烧特性、热量传递方式以及节能技术。 化学工艺： 许多化学反应需要高温环境，燃烧作为一种高效的热源被广泛应用。本书将介绍燃烧在化学合成、焚烧处理以及催化反应器中的应用，并分析其工艺参数的优化。 航空航天： 火箭发动机、航空发动机的燃烧过程是本书的另一重要专题。我们将探讨高超音速燃烧、贫油燃烧等特殊燃烧模式，以及如何保证燃烧的稳定性和高效率。 前沿研究与未来展望：引领行业发展 本书还将触及燃烧学领域的前沿研究方向，为读者勾勒出未来的发展蓝图。例如，超临界水氧化、微重力燃烧、等离子体辅助燃烧、人工智能在燃烧优化中的应用等。通过介绍这些新兴技术和研究热点，本书旨在激发读者的创新思维，鼓励他们在未来的研究和实践中不断探索和突破。 教学方法与学习支持：赋能未来工程师 为了更好地服务于高等教育，本书在内容编排上力求逻辑清晰，循序渐进。每章都设有重点难点解析，并配有丰富的例题和习题，帮助读者巩固所学知识。此外，本书还将提供相关的参考资料和拓展阅读，鼓励读者深入探索。 总而言之，《燃烧学》是一部集理论性、系统性、应用性于一体的优秀教材。它不仅能帮助读者掌握燃烧学的基本原理，更能引导他们将这些知识应用于解决实际工程问题，为国家能源、环境和工业的可持续发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑简直是教科书级别的典范，让人在阅读时感觉非常顺畅，如同进行一场精心设计的知识探险。开篇即从宏观层面勾勒出燃烧学的研究范畴和重要性，随后逐步深入到微观世界的分子层面，从原子、分子的相互作用开始，层层递进地讲解能量的释放和转化。我非常欣赏作者在讲解过程中所运用的类比和图示，它们有效地将那些晦涩难懂的物理化学原理变得生动形象。例如，在解释火焰结构时，作者通过一系列精美的示意图，清晰地展示了温度梯度、化学反应区以及物质传递的动态过程，这比单纯的文字描述要有效得多。书中对不同燃烧模型（如平衡模型、非平衡模型）的阐述也十分细致，它不仅仅列出了模型的优缺点，更重要的是解释了在何种条件下应该选择哪种模型，以及如何进行模型的验证。我特别喜欢书中关于“燃烧不稳定性”的章节，作者通过对真实案例的分析，揭示了这些不稳定性是如何产生的，以及如何通过控制参数来抑制它们，这对于理解和避免一些工业事故具有重要的指导意义。这本书给我最大的启发在于，它让我认识到，掌握一门科学，不仅仅是记住知识点，更重要的是理解知识点之间的内在联系，以及它们在不同情境下的应用。

评分☆☆☆☆☆

让我印象最深刻的，是这本书对于“燃烧的复杂性”的揭示，它打破了我之前对燃烧的简单认知，让我看到这是一个充满挑战但也充满机遇的领域。书中对“反应动力学”的讲解，让我看到了微观世界里分子的碰撞、键的断裂与形成，以及能量的传递，这些都构成了燃烧现象的根本。我曾经以为，燃烧就是简单地“烧起来”，但这本书让我明白，这是一个极其精妙的化学反应过程，需要精确的动力学方程来描述。而且，在不同的温度、压力、浓度环境下，这个过程会呈现出截然不同的面貌。书中还详细介绍了各种“中间产物”和“自由基”的作用，它们在燃烧过程中扮演着至关重要的角色，而这些都是我之前从未了解过的。这本书让我明白了，要真正理解燃烧，就必须深入到分子层面，理解那些微小的粒子如何相互作用，如何影响宏观的燃烧现象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，既有学术的严谨性，又不失文学的感染力。作者善于用生动形象的比喻来阐述复杂的科学概念，让原本枯燥的理论变得妙趣横生。例如，在讲解“自燃”现象时，作者将其比喻成“点燃导火索前的蓄势待发”，形象地描绘了燃料分子在特定温度和压力下，能量逐渐积累直至爆发的过程。这种生动的表达方式，极大地降低了阅读门槛，也让我在轻松愉悦的氛围中吸收了知识。我特别欣赏书中对“燃烧产物的毒性分析”的章节，它不仅仅列出了各种有毒物质的化学成分和危害，还深入探讨了如何通过改变燃烧条件来减少这些物质的产生，以及如何进行有效的后处理。这让我深刻认识到，燃烧学不仅仅是为了追求效率，更重要的是要关注其对环境的影响和对人类健康的影响。这本书让我开始思考，作为一名未来的科技工作者，我们不仅要掌握科学技术，更要肩负起保护环境、保障人类健康的社会责任。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对“能源转化”有了全新的视角，它不仅仅是“燃烧”这两个字，而是背后蕴含的巨大的科学和工程挑战。书中关于“热力学”在燃烧中的应用，让我看到了能量的守恒和转化规律是如何在燃烧过程中体现出来的，以及如何通过优化设计来最大化能量的利用效率。我被书中关于“内燃机燃烧”的章节所吸引，它详细分析了汽油机和柴油机在不同工况下的燃烧过程，以及如何通过调整点火时间、喷油策略等来提高燃油经济性和降低排放。这本书让我认识到，燃烧学在现代能源体系中扮演着核心角色，无论是化石燃料的利用，还是未来清洁能源的开发，都离不开对燃烧过程的深入理解和精细控制。它让我开始思考，如何在未来的科技发展中，利用燃烧学来解决全球能源危机和环境保护的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能够引领思考的教材，它鼓励读者不仅仅停留在被动接受知识，而是主动地去探索、去质疑、去创新。书中设计了大量的思考题和讨论题，引导读者将所学知识运用到实际问题中，并尝试提出自己的解决方案。我经常会被书中的一些开放性问题所启发，开始在脑海中构建自己的模型，并尝试用书中提供的工具和方法去验证。例如，在讨论“节能燃烧技术”时，书中提出了一些前沿的设想，并鼓励读者去思考如何实现这些设想，如何克服其中的技术难题。这种互动式的学习方式，极大地激发了我的学习主动性和创造力。我曾尝试用书中提供的模型来模拟某个工业炉的燃烧过程，并根据模拟结果提出改进建议，虽然过程有些曲折，但最终获得的成就感是巨大的。这本书让我明白，学习不仅仅是为了考试，更是为了提升解决问题的能力，以及为社会做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的内容深度和广度都远超我的预期，它不仅仅是一本面向高等教育的教材，更像是一部关于燃烧科学的百科全书。作者在书中对各种燃烧理论进行了详尽的介绍，从经典的经典理论到前沿的最新研究成果，几乎无所不包。我尤其被书中关于“化学计量学”在燃烧过程中的应用所吸引，作者通过大量精确的计算和实例，展示了如何利用化学计量学来预测燃烧产物的组成和数量，以及如何通过优化燃料与氧化剂的比例来提高燃烧效率和减少污染物排放。书中对“湍流燃烧模型”的深入探讨也让我受益匪浅，它详细介绍了RANS、LES等不同湍流模型在燃烧模拟中的应用，以及各种模型的优劣势。我曾经以为湍流燃烧是非常难以理解的，但通过这本书的讲解，我开始逐渐掌握其中的关键概念和计算方法。此外，书中对“多相燃烧”的论述也十分精彩，例如固体燃料的燃烧、液滴燃烧等，作者都给出了详尽的理论分析和模型构建方法。这本书让我深刻体会到，燃烧学是一门交叉性极强的学科，它融合了化学、物理、数学、工程学等多个领域的知识，只有掌握了这些基础，才能真正理解燃烧的本质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和实践指导性达到了一个惊人的平衡点，它不仅仅是在传授抽象的理论，更是在教授如何将理论转化为实际应用的“钥匙”。书中对于各种燃烧器的设计原理和性能评估进行了详细的阐述，从最简单的 Bunsen 燃烧器到复杂的工业燃烧器，都有深入的分析。我尤其对书中关于“燃烧稳定性控制”的章节印象深刻，它详细介绍了各种反馈控制系统和前馈控制系统在维持燃烧稳定运行中的作用，并提供了大量的工程实例。这本书让我深刻理解了，在实际的工程应用中，理论知识如何与工程设计、材料选择、控制策略等因素相互结合，才能最终实现安全、高效、环保的燃烧过程。它让我看到了，一本好的教材，不仅仅是知识的载体，更是能力的培养器。

评分☆☆☆☆☆

最让我感到惊喜的是，这本书在“案例分析”方面做得非常出色，它将抽象的理论与真实的工业应用紧密地结合起来。书中列举了大量不同行业的燃烧案例，例如发电厂的锅炉燃烧、化工炉的工艺燃烧、航空发动机的燃烧室设计等等。对于每一个案例，作者都从燃烧原理、模型建立、性能分析、优化改进等多个角度进行了深入剖析，让我能够清晰地看到理论知识是如何在实践中发挥作用的。我尤其喜欢书中关于“工业锅炉燃烧效率提升”的案例分析，它通过实际的数据对比和图表展示，说明了如何通过改进燃烧器设计、优化送风系统等措施，显著提高锅炉的燃烧效率，降低燃料消耗。这种“知行合一”的教学方式，极大地增强了我对知识的理解和应用能力，让我觉得这本书不仅仅是一本教科书，更是一位经验丰富的导师，在用生动的语言和丰富的案例，传授着宝贵的知识和经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对“燃烧”这个概念有了全新的认识，远不止我之前理解的那么简单。从最基础的物理化学原理出发，它深入浅出地剖析了燃烧过程的复杂性，包括了各种燃料在不同条件下的反应机理、能量转化以及产物生成。我尤其对书中关于火焰传播速度和稳定性的章节印象深刻，它不仅仅是理论的罗列，还结合了大量的实验数据和模拟结果，让我能够直观地理解这些抽象的概念。书中对不同类型燃烧（如层流燃烧、湍流燃烧）的比较分析也十分到位，清晰地阐述了它们各自的特点和应用场景。更让我惊喜的是，作者并没有停留在理论层面，而是将这些知识与实际应用紧密联系起来，比如在航空航天、能源开发以及环境保护等领域的应用案例，这些都极大地拓宽了我的视野，让我看到了燃烧学在现代科技发展中的重要作用。阅读过程中，我时常会停下来思考，书中提到的那些复杂的数学模型和化学动力学方程，它们是如何精确地描述燃烧过程的？作者是如何将如此庞大的知识体系组织得如此条理清晰，让一个初学者也能逐渐领悟其精髓的？这本书不仅仅是一本教科书，更像是一扇通往燃烧科学奥秘的大门，它激发了我继续深入探索的兴趣，让我开始思考如何在未来的学习和工作中，将这些知识转化为解决实际问题的能力。它让我明白，燃烧不仅仅是一种现象，更是一门严谨的科学，需要深入的理解和精密的计算。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“前沿性”和“导向性”是我非常看重的，它不仅仅是对现有知识的总结，更是对未来研究方向的指引。书中对“先进燃烧技术”的介绍，例如等离子体燃烧、微波辅助燃烧等，让我看到了燃烧学在不断地突破边界，探索新的可能性。我特别对书中关于“燃烧与污染控制”的章节印象深刻，它详细介绍了各种减少 NOx、SOx、颗粒物等污染物排放的技术，以及催化剂的研发进展。这让我认识到，燃烧学不仅要追求效率，更要关注环境保护，实现绿色、可持续的燃烧。这本书让我看到了，燃烧学是一个充满活力和创新精神的领域，它不断地在解决人类面临的现实问题，并在探索更美好的未来。