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☆☆☆☆☆

出版者:Academic Pr

作者:Dunn-Rankin, Derek 编

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2007-8

价格:$ 108.42

装帧:HRD

isbn号码:9780123706195

丛书系列:

图书标签:

燃烧
稀薄燃烧
内燃机
发动机
排放
污染物
燃烧诊断
燃烧模型
替代燃料
节能减排

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具体描述

Combustion under sufficiently fuel-lean conditions can have the desirable attributes of high efficiency and low emissions, this being particularly important in light of recent and rapid increases in the cost of fossil fuels and concerns over the links between combustion and global climate change. "Lean Combustion" is an eminently authoritative, reference work on the latest advances in lean combustion technology and systems. It will offer engineers working on combustion equipment and systems both the fundamentals and the latest developments in more efficient fuel usage and in much-sought-after reductions of undesirable emissions, while still achieving desired power output and performance. This volume brings together research and design of lean combustion systems across the technology spectrum in order to explore the state-of-the-art in lean combustion and its role in meeting current and future demands on combustion systems.Readers will learn about advances in the understanding of ultra lean fuel mixtures and how new types of burners and approaches to managing heat flow can reduce problems often found with lean combustion such as slow, difficult ignition and frequent flame extinction. The book will also offer abundant references and examples of recent real-world applications. The book: covers all major recent developments in lean combustion science and technology, with new applications in both traditional combustion schemes as well as such novel uses as highly preheated and hydrogen-fueled systems; offers techniques for overcoming difficult ignition problems and flame extinction with lean fuel mixtures; and covers new developments in lean combustion using high levels of pre-heat and heat re-circulating burners, as well as the active control of lean combustion instabilities.

熔炉之歌：燃烧的奥秘与工程实践书名：熔炉之歌：燃烧的奥秘与工程实践作者：[虚构作者姓名，例如：张伟, 李明] 出版社：[虚构出版社名称，例如：精密动力学出版社] ISBN：[虚构ISBN，例如：978-7-80123-456-7] --- 内容简介：《熔炉之歌：燃烧的奥秘与工程实践》是一部深入探讨热力学、化学动力学与流体力学在复杂燃烧系统中的交汇与应用的权威著作。本书旨在为从事能源工程、航空航天、内燃机设计以及环境控制领域的工程师、研究人员和高年级学生提供一个全面、严谨且贴近实际工程挑战的知识框架。我们聚焦于如何从微观的分子反应到宏观的火焰结构、再到最终的系统性能优化，构建一个无缝的理解链条。第一部分：燃烧基础的坚实地基本书的开篇章节着重于奠定读者对燃烧现象的理解基础。我们没有停留在简单的化学计量比介绍，而是深入解析了反应动力学的本质。热化学基础与平衡态分析：详细阐述了燃烧过程中的能量释放机制、焓变计算以及绝热火焰温度的精确求解方法。通过引入Gibbs自由能最小化原理，我们展示了如何利用化学平衡模型对复杂多组分燃料（如生物燃料和合成气）的燃烧产物进行准确预测，这对评估热效率和污染物生成潜力至关重要。化学反应动力学：深入探讨了速率常数、活化能的概念及其温度依赖性（Arrhenius方程的局限性与修正）。特别关注了自由基链式反应的机制，例如氢氧体系、碳氢化合物的初级裂解路径。我们不仅展示了如何利用拟一级反应简化模型，更重要的是，讲解了在湍流和扩散受限条件下，如何处理复杂分支反应网络的敏感性分析，以识别关键的速率决定步骤。输运现象与质量传递：燃烧是一个涉及传热、传质和动量传递的耦合过程。本部分详细分析了扩散系数、热扩散系数的计算方法，以及在层流火焰结构中，组分扩散对火焰传播速度的决定性影响。我们运用非平衡态热力学原理，解释了火焰前缘的温度和浓度梯度如何驱动能量和物质的重新分布。第二部分：火焰结构与传播机理本部分是本书的核心，它将理论基础应用于理解和预测真实火焰的行为。层流预混火焰分析：详细推导了Zeldovich-von Neumann-Döring (ZND) 模型，并将其应用于分析激波与火焰的耦合。我们通过数值解的形式，展示了预混火焰的厚度、传播速度与火焰特征长度（如反应区厚度、热扩散长度）之间的定量关系。对Laminar Flame Speed (LFS) 的实验测量方法（如圆孔法、钟罩法）进行了详尽的比较与误差分析。扩散燃烧与贫油/富油极限：面对实际工程中更常见的扩散火焰（如蜡烛火焰、燃气涡轮燃烧室），本书重点分析了Fick定律与对流的耦合。我们引入了局部当量比概念，并详细讨论了Karlovitz数在区分扩散控制与反应动力学控制燃烧过程中的作用。针对液态燃料雾化后的蒸发-燃烧耦合，我们提出了基于Spalding数的液滴燃烧模型，考虑了表面气化速率对外缘化学反应区的影响。湍流燃烧的挑战：湍流是现代燃烧系统的主要特征，也是控制复杂性的主要来源。本书提供了对湍流火焰建模方法的全面综述：从早期的涡流卷吸模型 (Eddy Dissipation Concept, EDC)，到当前主流的基于滤波的化学动力学（Flamelet Augmented Model, FGM）。我们特别强调了反应区厚度的湍流淬灭现象，以及如何通过湍流耗散率来修正化学反应速率，以准确模拟工业燃烧器的回流区和非稳定燃烧。第三部分：工程应用与燃烧系统设计理论的最终价值体现在工程实践中。本部分将前述理论知识转化为可操作的设计工具。内燃机燃烧过程的优化：深入分析了汽油机和柴油机的循环过程中的燃烧相态。对于均质充量压燃（HCCI）和分层燃烧技术，我们探讨了提前点火（Pre-ignition）的抑制策略，并详细阐述了压燃燃烧（Premixed Compression Ignition, PCI）中燃料喷射、雾化、混合与自燃之间的精确时序控制。我们提供了基于详细化学机理的零维和一维模型，用于预测循环稳态下的NOx和颗粒物（PM）生成。燃气轮机与锅炉燃烧器设计：本章重点关注低污染物排放燃烧技术。详细介绍了贫油预混燃烧（Lean Premixed Prevaporized, LPP）导致的火焰失稳（Thermoacoustic Instability）现象及其抑制方法，包括阻尼器设计和进气调控。对于分级燃烧技术，我们剖析了主燃区和二次燃区的氧化剂分配对热力学效率和烟气成分（特别是选择性催化还原，SCR，所需条件）的影响。燃烧产物与环境影响：深入分析了主要的燃烧污染物：氮氧化物（NOx）的生成路径（热力学NOx、燃料NOx、快速NOx）及其在不同燃烧模式下的贡献率。针对颗粒物（Soot）的形成与氧化机制，我们结合凝结核模型和表面反应动力学，阐述了如何通过调整燃烧温度和停留时间来控制烟度排放。第四部分：先进燃烧技术与未来展望本书的最后部分着眼于前沿研究和可持续能源的未来。替代燃料与生物质燃烧：全面评估了甲烷、氢气、甲醇以及生物柴油在现有燃烧系统中的性能差异。我们提供了化学动力学简化策略，以适应大规模模拟替代燃料的燃烧过程，并讨论了富氢燃烧的潜在回火风险。微重力与特殊环境燃烧：简要介绍了在非常规重力条件下（如空间站）的火焰传播特点，重点讨论了辐射传热在稀薄介质燃烧中的主导作用，以及这对材料选择的意义。总结：《熔炉之歌》不仅仅是一本教科书，更是一本工程手册。它以严谨的数学推导为骨架，以工程实例为血肉，旨在帮助读者穿透复杂燃烧现象的迷雾，掌握从分子到系统的全尺度控制能力。阅读本书，你将能够诊断现有燃烧系统的瓶颈，并设计出更高效、更清洁的下一代热能转换装置。本书的深度和广度，使其成为燃烧科学领域不可或缺的参考工具。 --- 目标读者：能源工程师、热能动力专业研究生、航空航天设计人员、化学反应工程研究人员。推荐配置：建议读者具备热力学、微积分和基础流体力学知识。