Fundamentals of Fire Phenomena pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Quintiere, James G.

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2006-5

价格:796.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780470091135

丛书系列:

图书标签:

Fire Science
Combustion
Fire Dynamics
Heat Transfer
Fluid Mechanics
Thermodynamics
Fire Safety
Fire Modeling
Chemical Kinetics
Ignition

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具体描述

Understanding fire dynamics and combustion is essential in fire safety engineering and in fire science curricula. Engineers and students involved in fire protection, safety and investigation need to know and predict how fire behaves to be able to implement adequate safety measures and hazard analyses. Fire phenomena encompass everything about the scientific principles behind fire behavior. Combining the principles of chemistry, physics, heat and mass transfer, and fluid dynamics necessary to understand the fundamentals of fire phenomena, this book integrates the subject into a clear discipline: Covers thermochemistry including mixtures and chemical reactions; Introduces combustion to the fire protection student; Discusses premixed flames and spontaneous ignition; Presents conservation laws for control volumes, including the effects of fire; Describes the theoretical bases for empirical aspects of the subject of fire; Analyses ignition of liquids and the importance of evaporation including heat and mass transfer; Features the stages of fire in compartments, and the role of scale modeling in fire. Fundamentals of Fire Phenomena is an invaluable reference tool for practising engineers in any aspect of safety or forensic analysis. Fire safety officers, safety practitioners and safety consultants will also find it an excellent resource. In addition, this is a must-have book for senior engineering students and postgraduates studying fire protection and fire aspects of combustion.

燃烧的本质：从微观到宏观的深度探索书名：燃烧的本质：从微观到宏观的深度探索作者： [此处填写虚构的作者姓名，例如：约翰·道尔顿，理查德·布朗] 出版社： [此处填写虚构的出版社名称，例如：科学前沿出版社] --- 内容概要《燃烧的本质：从微观到宏观的深度探索》是一部旨在全面、系统地阐述燃烧现象基本原理、复杂机理及其在工程实践中应用的权威著作。本书跳出了传统消防科学的狭隘视角，将燃烧视为一个跨越物理学、化学、流体力学和材料科学的综合性热力学过程。它不仅深入探讨了火焰的内部化学动力学，也详细分析了宏观燃烧场（如爆炸、扩散火焰和预混火焰）的结构与控制。本书结构清晰，逻辑严密，分为五个核心部分，层层递进地揭示了燃烧这一自然界中最普遍、最剧烈的化学反应之一的内在奥秘。 --- 第一部分：燃烧的基础理论与热力学基石本部分为理解后续复杂燃烧现象奠定了坚实的理论基础。我们首先从热力学角度审视燃烧反应的驱动力，详细阐述了吉布斯自由能、焓变和熵变在确定反应可行性与平衡极限中的核心作用。化学动力学基础：深入分析了反应速率理论，包括阿伦尼乌斯模型及其局限性，并引入了过渡态理论，以精确描述活化能垒对反应速率的控制。重点解析了链式反应的机理，特别是燃烧过程中自由基（如H·，O·，OH·）的产生、传播和终止过程，这是理解火焰自持性的关键。物质的相变与传输现象：燃烧的发生依赖于物质从固态、液态到气态的有效转化。本章细致梳理了蒸发、气化过程中的传质与传热机制，强调了扩散系数、热扩散系数与流体动力学效应的耦合作用，为后续的扩散火焰分析做好了铺垫。 --- 第二部分：火焰的结构与传播机理火焰是燃烧过程最直观的体现，本部分聚焦于火焰的内部结构、形态特征及其传播方式。预混火焰的机理：详细研究了燃料与氧化剂在混合均匀状态下的燃烧。通过建立一维稳态火焰模型，推导了由化学反应区和热量扩散区共同构成的火焰结构，并引入了Laminar Burning Velocity（层流燃烧速度）的概念，探讨了其影响因素，包括压力、温度和初始混合比。扩散火焰的特性：与预混火焰相对，扩散火焰（如蜡烛火焰、喷射器火焰）的反应速率受限于燃料和氧化剂之间的扩散速率。本章重点分析了“薄反应层”模型，讨论了Hottel’s “气泡模型”在预测扩散火焰尺寸和形态上的应用。特别针对圆柱形扩散火焰和球形火焰进行了详细的数学描述。爆炸的超音速传播：区别于亚音速的火焰传播，本部分深入探讨了爆炸波的形成与维持。引入了冯·诺依曼理论，精确计算了爆震波的速度和结构，分析了诱导期、自持期以及反应物非均相性对爆炸威力的影响。 --- 第三部分：燃烧的复杂性：湍流与多相流在实际工程环境中，燃烧过程几乎总是处于湍流状态，且往往涉及多相物质的相互作用。湍流燃烧动力学：湍流显著增强了混合速率，从而极大地影响了火焰的稳定性和化学反应速率。本书系统介绍了描述湍流火焰的两种主流方法：涡旋模型（如EDC模型）和基于过滤速率的拉格朗日方法。重点分析了湍流火焰的“薄火焰”理论和“失活”现象。液滴与雾沫燃烧：针对喷射式燃烧器、内燃机等应用场景，本章详细解析了液滴雾化的过程、单液滴的蒸发与燃烧机理。讨论了液滴内部的沸腾现象、火焰羽的形成，以及多液滴群燃烧时液滴间的相互影响。固体燃料燃烧的复杂性：深入探讨了热解过程——将固体燃料转化为可燃气体的关键步骤。分析了辐射、对流和固相导热在热解速率中的相对贡献，并引入了涉及焦炭层形成与氧化的多孔介质燃烧模型。 --- 第四部分：污染物生成与燃烧控制有效的燃烧不仅要追求高效率，更要关注环境影响。本部分着眼于燃烧过程中副产物的生成机理与抑制策略。热力学生成污染物：详细剖析了氮氧化物（NOx）的生成路径，包括热力型NOx（Zeldovich机理）和燃料型NOx。同时，探讨了一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）的形成与二次氧化过程。碳黑（烟尘）的形成与辐射：碳黑是造成烟雾和辐射传热损失的主要因素。本章将碳黑的生成过程建模为成核、生长和聚集的复杂序列，并结合黑体辐射理论，分析了烟尘对火焰辐射特性的影响。燃烧过程的优化与控制：基于对上述机理的理解，本部分提出了先进的燃烧控制技术，包括贫氧燃烧（Lean Premixed, Lean Burn）、再循环、水/蒸汽注入技术在降低NOx排放方面的应用，以及如何通过精确的流场控制来抑制火焰熄灭和回火。 --- 第五部分：先进诊断技术与数值模拟现代燃烧研究高度依赖于精确的实验测量和高保真度的计算模拟。实验诊断手段：本章介绍了用于火焰诊断的前沿技术。包括激光诱导荧光（LIF）用于捕获自由基分布、粒子图像测速（PIV）用于速度场测量、以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）用于组分分析。重点讨论了这些技术在时空分辨率上的挑战与突破。计算流体力学（CFD）在燃烧建模中的应用：详细介绍了将反应动力学、湍流模型与流体动力学耦合的数值方法。讨论了网格生成、时间步长选择对模拟结果的敏感性，以及如何利用大规模并行计算（HPC）来解析复杂的瞬态燃烧现象，如旋转爆震发动机（RDE）的模拟。 --- 目标读者本书内容涵盖了燃烧科学的理论深度与工程实践的广度，是高等院校燃烧学、化学工程、航空航天工程、机械工程专业研究生和高年级本科生的理想教材。同时，它也是从事能源、环保、材料科学及消防安全领域的研究人员和工程师的重要参考工具书。 --- 《燃烧的本质：从微观到宏观的深度探索》致力于为读者提供一个全面、精确且富有洞察力的燃烧科学图景，帮助构建从分子层面到系统工程层面的完整知识体系。