燃燒知識考試復習題庫答案

燃燒為什么說能源與環(huán)境問題和燃燒學密切相關？答：當今世界能源的獲取超過86%來自于燃料的燃燒，而燃燒會釋放出很多的氣體：CO2，NOx，S化物等等。其中CO2是大氣溫室氣體導致全球變暖；NOx，S化物是有害氣體對人類的健康、工業(yè)、農業(yè)都有害。試寫出兩個以上燃燒學者的名字：Zeldovich、Spalding、Williams、RobertBensen煤油和氫氣的理論空氣量各為多少？答：煤油約為15，氫氣約為35某燃料由C、H兩種元素組成，則其含H量越高，理論空氣量越大。一般燃料的理論燃燒溫度(空氣)大約為多少？答：2000℃左右油/氣比？當量比？余氣系數(shù)？相互關系？RP-3燃料與空氣化學恰當混合時，各自的值？答：油/氣比?：在燃燒過程中，參加反應的燃料質量與參加反應的空氣質量之比。當量比Φ：在燃燒過程中，實際的油氣比與化學恰當?shù)挠蜌獗戎g的比值。余氣系數(shù)α：在燃燒過程中，實際的空氣消耗量與化學恰當時的空氣消耗量之比。兩者之間的關系：Φ=?/?s（其中?s為化學恰當?shù)挠蜌獗龋?、Φ?1RP-3燃料，甲烷：?≈0.05882，汽油/煤油：?≈0.06667，氫氣：?≈0.02857影響燃料的理論燃燒溫度的因素有哪些？答：燃料的種類、當量比、壓力不考慮離解時所計算的燃燒溫度比理論燃燒溫度高低？相差？答：離解時溫度低，約100℃定壓燃燒與定容燃燒的理論燃燒溫度誰高？大約相差多少？答：定容理。大約相差600℃一般碳氫燃料化學恰當比下定容燃燒所造成的壓力上升大約為？大約上升10atm用空氣和純氧作助燃劑的燃燒溫度誰高？相差？答：用純氧高。相差3500℃理論上，當量比1時，燃料絕熱火焰溫度Tf達到最大值。實際上出現(xiàn)在當量比1.1時。熱力學第二定律對分析燃燒反應幫助？可根據(jù)熵增原理判斷燃燒反應是否化學平衡。燃燒熱力學和化學動力學各關心什么問題？答：燃燒熱力學：確定化學反應的熱效率；分析化學平衡條件以及平衡時系統(tǒng)的狀態(tài)?；瘜W動力學：確定各種化學反應速度以及各種因素（濃度、溫度等）對反應速度的影響，從而提供合適的反應條件；研究各種化學反應機理。影響燃燒反應速度的因素有哪些？答：壓力、濃度、溫度、活化能判斷燃燒反應是否化學平衡：熵增原理，熵達最大時化學平衡何謂燃燒反應機理？如何用反應機理來預估燃燒反應級數(shù)？答：從微觀角度上講，化學反應速度與有效分子的碰撞速度成正比，其中有效分子的碰撞速度與反應物的濃度成正比。根據(jù)整體化學反應方程式，在化學恰當時，燃料的系數(shù)與氧化劑的系數(shù)兩者之和為反應級數(shù)。用實驗方法測定燃燒反應級數(shù)對分析燃燒反應機理有何幫助？可驗證燃燒反應級數(shù)分析是否正確，通過總體實驗測定燃燒反應級數(shù)可驗證機理正確性。某基元反應方程式為，其反應速率常數(shù)為k，根據(jù)質量作用定律，其反應速度方程可寫成W=k[A][B]，該反應的級數(shù)為a+b。一般碳氫燃料的燃燒反應級數(shù)約為1.7~2.2。何為Arrhenius公式？橫縱坐標分別是？答：k=Aexp(-E/RT)橫坐標為1/T，縱坐標為lnk活化能:普通分變活化分所需最小能量；分子碰撞須具一定的能量才有效，活化能反映這能量大小。在溫度改變時，反應A與B相比A反應速度改變較少，A與B的活化能大小關系EA<EB。燃燒反應速度、火焰?zhèn)鞑ニ俣?？答：燃燒反應速度是指單位時間、單位體積內的有效碰撞分子數(shù)。是標量；火焰?zhèn)鞑ニ俣戎富鹧嫜卮怪毖驿h表面且朝著新鮮混合氣方向的運動速度。是矢量一般碳氫燃料層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?.4m/s；氫氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣榷啻螅?m/s用廣義雷諾比擬二維平板？使組、動、能量方程無量綱化，具相同的方程形式，便于數(shù)值解何為水面蒸發(fā)時的斯蒂芬流現(xiàn)象？答：在空氣和水的界面處，由于水份蒸發(fā)造成的作用在空氣和水蒸氣向外的整體流動。作用在水上使蒸發(fā)量大于水蒸氣濃度梯度所帶來的理論擴散流；作用在空氣上，使空氣濃度所帶來的擴散物質流得以平衡，從而表現(xiàn)出宏觀上空氣無流動現(xiàn)象。何為DIDII數(shù)？DI流動與反應特征t比，小反應慢火焰寬；DII擴散與反應特征t比，小慢寬在燃燒物理學中有四種守恒方程，即：總質量守恒、動量守恒、能量守恒及組份守恒方程。什么叫擴散燃燒？它與預混燃燒不同？答：由燃料和助燃劑擴散快慢決定燃燒快慢的燃燒方式；擴散燃燒前燃料與氧化劑并未接觸，燃燒速度與擴散速度有關預混燃燒前燃料與氧化劑已經(jīng)混和，燃燒速度主要與燃料熱值、熱擴散系數(shù)和化學染應速率有當余氣系數(shù)<于1時，本生燈火焰將形成內、外錐。擴散火焰焰鋒處余氣系數(shù)等于1。層流火焰焰鋒厚度越大，表明其火焰?zhèn)鞑ニ俣仍叫?。層流火焰高度隨流量增加而增加；湍流火焰高度則隨射流出口半徑增加而增加。其他條件相同時，層流火焰的最大高度比湍流火焰要高（約為15.6767倍）。影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜心男?？試舉出3個以上因素，并說明其影響規(guī)律。答：化學反應速率大，大；熱擴散系數(shù)大，大；初始壓力高，小；初始溫度高，大混合氣初溫降低時，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘p小。測量層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆椒ㄓ心男?？其原理是什?至少舉2例)？本生燈法，調整可燃混和氣流量大小使其在燈口形成穩(wěn)定錐形火焰，通過測量燃氣流速和火焰錐角可算得層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?；對射駐定火焰法，當兩股對射預混氣燃燒在噴口前形成平行穩(wěn)定火焰面時，預混氣流速即火焰?zhèn)鞑ニ俣韧牧髋c層流火焰?zhèn)鞑ニ俣日l大？湍流，因相同燃燒反應物性條件及實驗裝置時湍流焰表面積大在燃料中加入惰性氣體，湍流火焰高度不變，若將C2H6換成等質量CH4火焰高度將不變。燃燒模式有哪幾種？各有何特點？擴散燃燒和預混燃燒，特點擴散燃燒燃燒速度與擴散速度有關；預混燃燒速度主要與燃料熱值、熱擴散系數(shù)和化學染應速率有關。生活中常見擴散燃燒。若環(huán)境壓力升高，可燃混氣著火溫度降低；若環(huán)境壓力升高，電火花點火最小點火能量降低；若環(huán)境溫度升高，電火花點火的最小點火能量降低。若某燃燒裝置在流速V及初溫T下著火，則其熄火時的V及T有何變化？：V,T增大熄火距離？能維持預混火焰在通道內正常傳播的最小通道尺寸，尺寸越小，火焰?zhèn)鞑ピ嚼щy。旋流數(shù)？旋流數(shù)是流體切向動量的軸向通量與軸向動量通量之比，衡量流體旋轉強弱的參數(shù)試舉出兩種以上的產生旋流的方式。答：軸向葉片式、徑向葉片式、離散孔式什么叫強、弱旋流？旋流數(shù)大于0.6旋流流動叫強旋流，形成中心回流區(qū)；小于0.2弱旋流，射流各參數(shù)分布規(guī)律與無旋射流相似。當其他條件同，隨旋流數(shù)增加，火焰長度將減小油珠燃燒過程是先蒸發(fā)后燃燒。隨著油珠的蒸發(fā)燃燒，油珠直徑逐漸變小，若其周圍條件不變，則油珠直徑隨時間變化規(guī)律應滿足直徑平方規(guī)律d2=d02-kt。單顆油珠在定常環(huán)境中的蒸發(fā)量隨時間的變化而變化嗎？變大還是變??？答：是，變小。若油珠的蒸發(fā)潛熱增加，則其外部火焰位置離油珠表面越近。若熱值增加，則越遠。什么叫Sauter平均直徑？德國學者Sauter提出的一種衡量液霧中液滴尺寸大小的平均直徑（SMD）。其特點是按SMD計算的液霧總體積和表面積均與實際液霧的相等。什么叫MMD？答：液霧中直徑小于MMD的液滴總質量與大于MMD的液滴總質量相等。衡量液霧尺寸分布函數(shù)主要哪幾種？定義和相互關系？答：數(shù)量微分分布、質量微分分布、數(shù)量積分分布、質量積分分布。關系：微分分布與積分分布存在微積分關系。什么叫We數(shù)？單滴破碎的臨界We數(shù)？德國學者Weber提出的一個無量綱量，氣動力與液體表面張力之比，用來衡量液體破碎的難易程度。單滴破碎的臨界We數(shù)大約是14。什么是Oh數(shù)？Oh數(shù)是一個無量綱量，即液體內部粘性力與液體表面張力之比。試舉出3種以上的液體霧化方法。氣動、撞擊、離心式、直流式、超聲波霧化一般碳氫燃料的可燃邊界大約多大？氫氣占總混合氣體提及的2－15％當環(huán)境壓力增加時，燃料的可燃邊界拓寬還是縮??？答：拓寬為什么預混可燃氣在空氣中燃燒時，用U~Φ表示的回火特性與脫火特性不同？答：因為，預混可燃氣在空氣中燃燒出現(xiàn)脫火時，擴散到當量比大于1的預混可燃氣的空氣將會增加火焰?zhèn)鞑ニ俣?。而回火時則不會出現(xiàn)此情況。哪些辦法可以防止回火？增加預混燃氣的氣流速度、使預混可燃氣體的當量比偏離1、減小火焰?zhèn)鞑ネǖ赖某叽??；鹧娣€(wěn)定的基本條件是什么？試分析本生燈穩(wěn)定、鈍體穩(wěn)定、旋流穩(wěn)定都是怎樣滿足該條件的？答：火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c可燃混合氣體的流動速度相等方向相反。本生燈可形成錐形穩(wěn)定火焰，其條件是可燃混合氣體流動的錐面法向速度等于火焰?zhèn)鞑ニ俣萐L=ucosθ；鈍體穩(wěn)定火焰的機理有兩個方面：一方面是均勻高速氣流流經(jīng)鈍體后速度分布發(fā)生了變化，離鈍體下游不遠處，截面氣流從軸心處負值沿徑向一直變到主流速度。因此，在鈍體下游某一區(qū)域總能找到氣流速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗟鹊钠胶鈪^(qū)；另一方面是由于在鈍體后面產生了回流區(qū)，利用回流的高溫氣體，提供了預混可燃氣體點火所必需的能量；旋流射流和中心射流組合構成同軸射流，在旋流射流的內邊界與中心射流的外邊界相連處產生了回流區(qū)，調整中心射流的速度和旋流射流的旋流數(shù)總能找到氣流速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗟鹊钠胶鈪^(qū)。高速氣流