北航《燃烧与燃烧室》教学大纲.docx
燃烧与燃烧室教学大纲课程编号：04Z8455（2006.2开始授课）课程名称：燃烧与燃烧室CombustionandCombustor学时学分：34学时2学分先修课程：气体动力学传热学工程热力学大学化学一、课程教学目标本课程为北航能源与动力工程学院四年制本科生的专业必修课。本课程以化学流体力学作为分析燃烧问题的基础，系统地阐述燃烧的基本现象和规律，进而讲授航空发动机燃烧室及加力燃烧室,使攻读燃烧方向的大学本科学生能够比较系统地掌握燃烧理论的基础知识和基本燃烧室结构及特性，为进一步学习燃烧现象的数值模拟和燃烧装置设计打下扎实的基础。二、课程的主要内容和基本要求第一章绪论介绍本课程的目的和任务，燃烧与国民经济、能源节约及环境的关系，特别是与当前国防科技发展的关系，燃烧科学的发展简史及成就，燃烧学的研究对象及研究方法，各章节安排。要求了解燃烧学基础的基本内容。（1学时）第二章燃烧物理学基本方程介绍多组分气体基本参量、分子输运基本定律和基本守恒方程，引出燃烧速率特性及其它燃烧学知识点的重要性。泽尔多维奇转换。广义雷诺比拟。斯蒂芬流和相界面上的边界条件。（3学时）第三章燃烧化学热力学与化学动力学基础介绍燃烧化学热力学和化学动力学的基础知识，包括标准生成焰（JANAF表）、生成热、反应热、理论空气量及典型值、衡量燃烧反应化学恰当性的参数、绝热火焰温度、热力学第二定律的作用、化学反应速度及影响因素、链反应、Arrhinius定律、反应级数、反应机理评估等。要求掌握生成热、化学反应速度、ArrhiniUS定律及火焰温度的计算方法及典型值。（4学时）第四章气体燃料燃烧介绍湍流自由射流的流体力学特征及扩散燃烧的特点，以基本守恒方程为基础，分析火焰形状等。简单介绍强化混合技术。介绍层流火焰传播速度定义、传播机理、简化分析方法、影响因素以及测量方法，简单介绍预混可燃气体的湍流燃烧。爆震燃烧理论。要求掌握扩散燃烧的特点以及火焰长度的计算公式，掌握层流火焰的特点、火焰传播的机理及计算方法。（6学时）第五章着火与熄火及火焰稳定包括热自燃、点燃、着火的链反应理论、熄火现象的基本理论。介绍可燃性边界及影响因素，本生灯火焰稳定分析，钝体火焰稳定分析。预混气体火焰稳定方法。旋转射流火焰稳定分析。湍流火焰稳定方法。要求掌握点火过程、点火条件、熄火现象、可燃性边界及火焰稳定的分析方法。（3学时）第六章液雾燃烧基础包括相对静止高温环境中液滴的蒸发和燃烧、强迫气流中液滴的蒸发和燃烧、液滴群的蒸发和燃烧、一维滴群扩散燃烧和一维滴间燃烧，单油滴着火分析。要求掌握液滴蒸发燃烧的计算原理、基本规律和强迫气流中液滴蒸发计算的修正方法。（2学时）第七章液雾形成原理及技术介绍典型液雾形成原理、Rayleigh理论分析方法，液雾衡量指标，重要参数，典型分布规律，典型喷嘴分类及应用。（2学时）第八章航空燃气轮机主燃烧室气体动力学包括航空发动机燃烧室结构及其演变、燃烧室典型流动的气体动力学分析等。（4学时）第九章航空燃气轮机主燃烧室工作特性包括设计点的工作特性，如运行工况、燃烧效率、容热强度、温度分布、冷却设计等；非设计点工作边界，如点火边界、稳定边界等；启动过程。（4学时）第十章航空燃气轮机加力燃烧室包括航空发动机加力燃烧室结构及其演变、典型流动的气体动力学分析等、设计点的工作特性，如运行工况、燃烧效率、容热强度等；非设计点工作边界，如点火边界、稳定边界等。（2学时）第十一章燃烧污染形成机理包括污染与环境、燃烧的主要污染产物如一氧化碳、未燃碳氢、氮氧化物和冒烟等的危害、产生机理及其控制技术。掌握污染物产生的机理及其对环境的影响。（2学时）第十二章燃烧及燃烧室前沿研究介绍*包括燃烧不稳定性、爆震燃烧技术、高温升燃烧、涡轮燃烧、超音速燃烧、微尺度燃烧、旋转燃烧、低污染燃烧、高温燃烧等。（O-I学时）三、教学安排及方式本门课程的教学安排以课堂讲解为主，强调掌握燃烧现象的基本概念和基本规律，注重建立简化模型的分析能力培养以及抓住主要矛盾解决实际问题的能力培养。同时，为调动学生学习的热情和参与，拟增加实验录像、动画及丰富的图片教学，并统一采用问题先导式授课风格，力争达到深入浅出的教学效果。本课程属于专业基础理论课，习题布置拟按每章12题进行。四、考核方式设期终考试一次，占总成绩80%。平时作业及考勤等占总成绩20%。五、参考教材1 .燃烧与燃烧室（自编讲义），2006年2 .燃烧学，傅维键等编著，高等教育出版社，1989年第1版，价格：10.8元3 .航空燃气轮机原理（上册），彭泽琰、刘刚，国防工业出版社，2000年4 .航空燃气轮机燃烧室，金如山，宇航出版社，1988年六、主要参考书：1 .燃烧学，欧文.格拉斯曼著，科学出版社，1983年第1版2 .能源、燃烧与环境，诺曼.奇格，冶金工业出版社，1991年第1版3 .燃烧空气动力学，J.M.比埃尔，N.A.切给尔，科学出版社，1979年第一版4 .燃料与燃烧，顾恒祥，西北工业大学出版社，1993年第1版5 .工程燃烧学，张松寿，上海交通大学出版社，1988年第1版6 .燃烧理论基础，张斌全编著，北京航空航天大学出版社，1990年第1版7 .GlassmanI.,Combustion,AcademicPress,NewYork,3rded.,1997.（Princeton）（NAE）8 .KanuryA.M.,IntroductiontocombustionPhenomena,Gordon&Breach,NewYork,1976.9 .KuoK.K.,PrinciplesofCombustion,Wiley-Interscience,NewYork,1986.（PennsylvaniaState）10.1.ewisB.&vonElbeG,CombustionFlamesandExplosionsofGases,AcademicPress,NewYork,3rded.,1987.11. StrehlowR.A.,CombustionFundamentals,McGraw-Hill,NewYork,1985.12. TurnsS.R.,AnIntroductiontoCombustion,McGraw-Hill,NewYork,1996.(PennsylvaniaState)13.WilliamsEA.,CombustionTheory,AddisonWesley,Reading,MA,2nded.,1985.(Princeton)(NAE)14. BormanG1.&RagIandK.W.,CombusMonEngineering,McGraw-Hill,NewYork,1998.(Wisconsin-Madison)(NAE)15. 1.efebvreA.H.,GasTurbineCombustion,HemisperePublishingCorporation,1983.16. MellorA.M.,DesignofModernTurbineCombustors,AcademicPress,1990.17. R-RCompany,JetEngine,3rdEdition,1969.
