本书系统简明地介绍了燃烧基本现象、燃烧理论及燃烧在航空燃气轮机中的应用。内容包括基础部分和应用部分,基础部分涵盖了燃烧热化学、化学动力学、燃烧物理学基础、着火理论、气体燃料燃烧等;应用部分阐述了液体燃烧特性、喷嘴及雾化理论、航空燃气轮机主燃烧室与加力燃烧室的结构特点、工作过程、主要性能及技术发展趋势等。
本教材第1版自2015年11月出版以来,作为“航空发动机燃烧学”国家精品在线开放课程(MOOCs)的配套教材获得了广大社会学习者的广泛使用,近4年来该课程全国选修人数已超过20000人;与此同时,国内多所高校相关专业本科生教学中也采用了本课程教材及相关教学资料。此外,本教材在国内航空、航天专业院所空天动力专业研究生教学、专业培训中也大量使用,得到了学生、授课教师、同行专家和广大社会学习者的广泛认可,在本行业及广大社会学习者中产生了较为广泛的影响。
本教材在使用过程中,本校及国内相关高校师生、行业专家及广大社会学习者提出了许多宝贵的意见和建议,根据这些修改建议及最新版飞行器动力工程专业“燃烧学”教学大纲要求,对于第1版教材内容进行了修订。
本版教材保留了第1版教材的基本内容,并根据需要对教材的内容和体系进行了一些必要的调整。全书共有10章,在本次修订中,对所有各章都作了不同程度补充和修改。例如,第1章中,增加了“燃烧的三要素、燃烧在航空发动机中的应用”等内容,删除了“燃烧科学的应用及研究方法”。第2章中,对于“理论空气量、油气比”等燃烧基本概念进行了统一定义;并将“阿累尼乌斯定律”单列一节进行阐述;此外,将“链式化学反应”内容进行了更新调整。第3章中,增加了“爆震波波速、结构、形成、极限”等内容的阐述。第5章中,增加了“层流火焰速度的测量方法”内容。第7章中,将“油气比、余气系数、当量比”删除,并入第2章统一阐述。第8章中,对于“燃烧效率、出口温度分布”等内容进行了删减、修改及补充。与此同时,本版教材还检查、修订了以下方面的内容:基本概念及理论的准确性与逻辑性;例题的合理性与实用性;语言表述的条理性与简洁性;图表的正确性、清晰度及与论述的匹配性;物理量名称、符号、单位的使用是否符合国家标准或专业习惯等。
本版教材由西北工业大学范玮教授主审。范玮教授在本版教材修订过程中独自审阅了全部章节,给予了全方位的指导,并提出了宝贵的修改意见和建议。在此向她表示最诚挚的谢意和由衷的敬意。
此外,在本版教材修订过程中,课程组王可副教授、熊姹副教授、雷庆春副教授等同事也提出了许多宝贵的意见和建议,在此也向他们表示感谢。
感谢西北工业大学教务处、国防工业出版社对本书出版的大力支持。
由于作者水平限制,书中可能仍有不足或错误之处,恳请读者批评指正。
第1章 绪论
1.1 燃烧的定义与分类
1.1.1 燃烧的定义与现象
1.1.2 燃烧三要素
1.1.3 燃烧的分类
1.2 燃烧学的重要性
1.3 燃烧学的发展历史
1.4 燃烧在航空发动机中的应用
1.5 本书的内容要点
习题
参考文献
第2章 燃烧化学热力学与化学动力学基础
2.1 热力学性质关系式和燃烧学有关的概念及定义
2.1.1 热力学性质关系式
2.1.2 燃烧学有关的基本概念和定义
2.2 热力学第一定律在反应系统中的应用
2.2.1 燃烧焓和热值
2.2.2 绝热火焰温度
2.3 热力学第二定律在反应系统中的应用
2.3.1 化学平衡条件
2.3.2 平衡常数法
2.3.3 复杂反应系统平衡成分和燃烧温度的计算机算法
2.4 化学反应速率
2.4.1 化学反应速率的表示方法
2.4.2 基元反应和复杂反应(总包反应)
2.4.3 双分子基元反应和碰撞理论
2.4.4 阿累尼乌斯(Arrhenius)定律
2.4.5 质量作用定律、反应级数和反应分子数
2.4.6 基元反应速率常数与平衡常数的关系
2.4.7 影响化学反应速率的因素
2.5 链式化学反应
2.5.1 链式反应的特点._
2.5.2 不分支链式反应(直链反应)
2.5.3 分支链式反应
2.5.4 链式反应机理
2.5.5 分支链式反应的孕育与爆炸特点
习题
参考文献
……
第3章 燃烧的物理学基础
第4章 着火理论
第5章 气体燃料的燃烧
第6章 液体燃料的雾化、蒸发与燃烧
第7章 主燃烧室概述
第8章 主燃烧室工作过程与性能
第9章 加力燃烧室
第10章 先进主燃烧室技术发展
附录