全书共分为基本概念、气体燃料燃烧、液体燃料燃烧和固体燃料燃烧四个部分。全面介绍了燃料、热力学、化学动力学、火焰、爆炸、喷雾和颗粒燃烧的基本概念,以及燃气炉、汽油机、燃油炉、燃汽轮机燃烧室、柴油机、固定床燃烧器、悬浮式燃烧器和流化床燃烧器等典型燃烧系统的工作原理、烟气排放和系统热力学及流体动力学状态的评估,并提供了这些系统的物理描述和燃烧过程的简化模型。针对寻求发展可再生能源的问题,本书还增添了提高燃烧效率、减少排放和生物质能源利用部分等新内容。 本书对材料、化工、机械、动力工程及能源工程专业的学生和从事燃料燃烧工程的实际工作者是一部不可多得的专业教材及参考书。
Kenneth W. Ragland博士是威斯康星大学麦迪逊分校机械工程荣誉退休教授。在他的整个职业生涯中,他教授热力学、流体动力学、燃烧和空气污染控制等课程。他的早期研究是固体燃料冲压射流燃烧,以及气体和非均质爆轰。他在麦迪逊大学的研究集中在固体燃料燃烧的煤和生物质作为单一颗粒,燃烧在浅和深固定床,流化床燃烧,燃烧排放。他于1995年7月至1999年7月退休,担任机械工程系系主任。退休后,他的研究重点是开发种植、收获和燃烧生物质作物作为能源的系统。目前,他是能源性能系统公司的副总裁。Kenneth M. Bryden博士在威斯康星大学麦迪逊分校获得机械工程博士学位后,于1998年加入爱荷华州立大学机械工程系。在威斯康辛大学麦迪逊分校学习之前,他在西屋电气公司(Westinghouse Electric Corporation)的多个工程岗位上工作了14年。其中包括8年的电厂运营经验和6年的电厂工程经验。其中十多年是在工程管理方面度过的。Mark在能源、燃烧和相关技术领域有积极的研究和教学计划。他对发展中国家的生物质燃烧和小型炉灶特别感兴趣。他是美国能源部艾姆斯实验室模拟、建模和决策科学项目的项目主管。他教授燃烧、可持续发展、能源系统和为发展中国家设计的课程。他曾获多个教学及研究奖项,包括在过去五年内三次获百项研究及发展大奖。译者为南京工业大学张振忠教授和莫立武教授。张振忠,现任南京工业大学材料科学与工程学院教授,微纳米金属材料制备及应用方向学科带头人;中国机械化工密封委员会副主任委员;中国颗粒学会青年理事;长期从事纳米材料制备及应用研究工作和《纳米材料》及《材料工程原理》课程教学工作,曾获得多项省部级科技成果奖,在各种正式刊物上发表论文300余篇,SCI收录50余篇,EI收录90余篇。莫立武,现任南京工业大学材料科学与工程学院副教授,从事建筑材料研究和《材料工程原理》课程教学工作。
1燃烧工程简介 1.1燃烧的本质 1.2燃烧排放 1.3全球气候变化 1.4可持续性 1.5世界能源的产生 1.6本书的内容和结构 参考文献 第一篇基本概念 2燃料 2.1气体燃料 2.1.1气体燃料的特性 2.2液体燃料 2.2.1分子结构 2.2.2液体燃料的特性 2.2.3液体燃料的类型 2.3固体燃料 2.3.1生物质 2.3.2泥炭 2.3.3煤炭 2.3.4垃圾衍生燃料 2.3.5固体燃料的特性 2.4习题 参考文献 3燃烧热力学 3.1第一定律概念的回顾 3.2混合物的性质 3.3燃烧化学计量学 3.4化学能 3.4.1反应热 3.4.2生成热和绝对焓 3.5化学平衡 3.5.1化学平衡准则 3.5.2燃烧产物的特性 3.6绝对火焰温度 3.7习题 参考文献 4燃烧化学动力学 4.1基本反应 4.2链锁反应 4.3全局反应 4.4一氧化氮动力学 4.4.1瞬发NO和燃料限制 4.5固体表面上的反应 4.6习题 参考文献 第二篇气体和汽化燃料的燃烧 5火焰 5.1层流预混火焰 5.1.1化学计量对层流火焰速度的影响 5.1.2温度和压力对层流火焰速度的影响 5.1.3预混火焰的稳定性 5.2层流火焰理论 5.2.1层流火焰差分方程 5.2.2层流火焰的简化模型 5.3湍流预混火焰 5.3.1湍流参数、长度和时间尺度 5.3.2湍流的类型 5.4爆炸极限 5.5扩散火焰 5.5.1自由喷射火焰 5.5.2同心喷射火焰 5.5.3带非流线形体的同心喷射火焰 5.6习题 参考文献 6燃气燃烧炉和锅炉 6.1能量平衡与效率 6.1.1燃气燃烧炉和锅炉的效率 6.2替代燃料 6.3住宅燃烧器 6.4工业气体燃烧器 6.5公用燃气燃烧器 6.6低旋流燃气燃烧器 6.7习题 参考文献 7预混合型发动机燃烧 7.1火花点火发动机简介 7.2发动机效率 7.3活塞缸单区燃烧模型 7.4活塞缸双区燃烧模型 7.5气缸内火焰的结构 7.6燃烧室设计 7.7排放控制 7.8乙醇替代燃料的考虑 7.9预混气体、四冲程发动机术语回顾 7.10习题 参考文献 8气态混合物的爆炸 8.1爆炸转变 8.2稳态爆炸 8.3爆炸波传播速度、压力和温度上升的一维模型 8.4持续和脉冲爆炸 8.5习题 参考文献 第三篇液体燃料的燃烧 9喷雾的形成和液滴行为 9.1喷雾的形成 9.2液滴尺寸分布 9.3燃油喷射器 9.3.1稳流喷射器 9.3.2间歇喷射器 9.4单液滴的蒸发 9.5习题 参考文献 10燃油炉燃烧 10.1燃油炉系统 10.2燃烧炉和锅炉的雾化燃烧 10.3均匀场液滴的活塞流模型 10.4燃油炉和锅炉的排放 10.5习题 参考文献 11燃气轮机喷雾燃烧 11.1燃气轮机运行参数 11.2燃烧器设计 11.2.1点火 11.2.2火焰稳定 11.2.3特殊燃烧室的设计 11.3燃烧速度 11.4线性传热 11.5低排放燃烧室 11.6习题 参考文献 12柴油机燃烧 12.1柴油发动机燃烧简介 12.2燃烧室几何形状和流动模式 12.3燃油喷射 12.4点火延迟 12.5单区模型和燃烧率 12.6发动机排放 12.6.1柴油发动机排放标准 12.7柴油发动机的改进 12.8习题 参考文献 13液体和气体混合物的爆炸 13.1液体燃料的喷雾爆炸 13.1.1液滴瓦解 13.1.2喷雾爆炸 13.2液体燃料层的爆炸 13.3习题 参考文献 第四篇固体燃料的燃烧 14固体燃料燃烧机理 14.1固体燃料的干燥 14.1.1小颗粒的干燥 14.1.2大颗粒的干燥 14.2固体燃料的热解 14.3焦炭的燃烧 14.3.1焦炭的燃烬 14.3.2焦炭的表面温度 14.4灰烬的组成 14.5习题 参考文献 15固定床燃烧 15.1生物质锅炉 15.2使用木材的空间加热炉 15.3炉排燃烧系统的热量和功率 15.3.1链式炉排抛煤机 15.3.2振动炉排抛煤机 15.4燃烧效率和锅炉效率 15.5炉排燃烧系统的排放 15.6炉排上固体燃料燃烧的建模 15.6.1焦炭固定床燃烧的建模 15.6.2生物质固定床燃烧的建模 15.7习题 参考文献 16悬浮燃烧 16.1煤粉燃烧系统 16.1.1燃料和空气喷嘴的位置 16.1.2窑炉设计 16.2粉煤燃烧 16.2.1粉煤的等温塞流 16.2.2悬浮粉煤的非等温塞流 16.3灰分的行为 16.4来自煤粉锅炉的排放物 16.5二氧化碳的捕获和封存 16.6生物质燃烧锅炉 16.7习题 参考文献 17流化床燃烧 17.1流态化基础 17.1.1床上的压力降 17.1.2最小流化速度 17.1.3单粒子终端速度 17.1.4鼓泡床 17.1.5床上的热量和质量传递 17.2鼓泡床中的燃烧 17.2.1忽略气泡,并假定床上完全燃烧 17.2.2忽略气泡,但包括床层上方的一些燃烧 17.2.3包括气泡和床上某些燃烧的影响 17.2.4燃料滞留在床上 17.3大气压力流化床燃烧系统 17.3.1流化床锅炉的排放 17.4循环流化床 17.5加压生物质气化流化床 17.6习题 参考文献 附录A燃料的性质 附录B空气的性质(1atm下) 附录C燃烧产物的热力学性质 附录D燃烧技术的发展历史 按字母排序的专业词汇及短语