Introduction to Physics and Chemistry of Combustion pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Liberman, Michael A.

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:

价格:$ 134.47

装帧:

isbn号码:9783540787587

丛书系列:

图书标签:

Combustion
Physics
Chemistry
Thermodynamics
Kinetics
Fluid Mechanics
Heat Transfer
Energy
Reaction Mechanisms
Flame Propagation

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具体描述

Most of the material covered in this book deals with the fundamentals of chemistry and physics of key processes and fundamental mechanisms for various combustion and combustion related phenomena in gaseous combustible mixture. It provides the reader with basic knowledge of burning processes and mechanisms of reaction wave propagation. The combustion of a gas mixture (flame, explosion, detonation) is necessarily accompanied by motion of the gas. The process of combustion is therefore not only a chemical phenomenon but also one of gas dynamics. The material selection focuses on the gas phase and with premixed gas combustion. Premixed gas combustion is of practical importance in engines, modern gas turbine and explosions, where the fuel and air are essentially premixed, and combustion occurs by the propagation of a front separating unburned mixture from fully burned mixture. Since premixed combustion is the most fundamental and potential for practical applications, the emphasis in the present work is be placed on regimes of premixed combustion. This text is intended for graduate students of different specialties, including physics, chemistry, mechanical engineering, computer science, mathematics and astrophysics.

好的，下面是一份图书简介，主题为《Introduction to Physics and Chemistry of Combustion》，但内容不包含该书的实际内容，而是围绕相关领域（燃烧的物理学和化学）但不同侧重点的、更宏观或更专业化的主题展开，力求详实。 --- 《火焰的边界：现代能源、环境与材料科学中的燃烧动力学与极端条件反应》导言：跨越学科的火焰视野火焰，这一古老而又充满现代科技挑战的现象，始终是人类文明发展中不可或缺的一部分。从早期的生火取暖到当今的超音速燃烧室设计，对燃烧过程的深刻理解是能源转化、环境治理、先进材料制造以及安全工程的核心基石。本书《火焰的边界：现代能源、环境与材料科学中的燃烧动力学与极端条件反应》并非聚焦于基础物理化学的入门介绍，而是将视野投向燃烧科学的尖端领域和交叉学科应用。我们深入探讨在极端压力、超高温或微重力环境下发生的复杂反应机理、多尺度输运现象，以及燃烧过程在可持续发展和新材料探索中的关键作用。本书旨在为研究生、资深工程师和科研人员提供一个深入理解燃烧现象在现代工程挑战中的复杂性的平台。第一部分：极端条件下的反应动力学与输运本部分着重于偏离标准大气压和常温条件时的燃烧行为，这在火箭推进、内燃机燃烧优化以及新型反应器设计中至关重要。第一章：高压与超燃现象的分子模型在高压环境下，分子间相互作用和三体碰撞频率显著增加，这导致传统的活化能理论和速率常数模型需要进行重大修正。本章将详细分析高压极限下的化学反应速率计算方法，特别是引入了碰撞诱导重组（CID）和松弛效应（Relaxation Effects）对反应网络的影响。我们将探讨如何利用量子化学计算（如密度泛函理论 DFT）来精确确定势能面（Potential Energy Surface, PES），并将其参数化到宏观的流体力学模拟（CFD）模型中。重点案例将包括高压富燃混合物的熄火极限与爆震波的结构分析。第二章：微重力与稀薄气体中的燃烧输运在太空探索和微电子制造过程中，低重力或高真空条件下的燃烧行为迥异于地面环境。缺乏有效的自然对流，热量和质量的传递主要依赖于纯粹的扩散和辐射。本章将构建描述微重力火焰传播的数学模型，特别关注表面张力梯度（马兰戈尼效应）如何替代浮力驱动的流动，成为火焰几何形状和稳定性的决定因素。此外，我们将深入研究稀薄气体燃烧中的“Knudsen数”效应，探讨气体动力学（Kinetic Theory）如何取代连续介质假设，以准确描述能量弛豫和组分扩散。第三章：超燃冲压发动机中的激波-火焰耦合超燃冲压发动机（Scramjet）的工作环境涉及到跨音速或超音速流动与化学反应的强耦合。本章侧重于激波结构（如斜激波和正激波）如何影响燃料的混合与点火。我们将分析激波后边界层分离（Shock-Boundary Layer Interaction, SBLI）对燃烧室稳定性的影响，并讨论非平衡态热力学在描述高焓气流中的适用性。关键的数学工具是解析激波管实验数据和高分辨率计算流体力学（High-Resolution CFD）模拟的结合，用于预测临界热释放率和推力损失。第二部分：环境影响与污染物生成控制现代燃烧技术面临的核心挑战是如何在保证高效率的同时最小化对环境的负面影响。本部分聚焦于燃烧过程中污染物的生成机理及其控制策略。第四章：氮氧化物（NOx）与碳氧化物的精细化生成路径本章将超越经典的Zeldovich机制，深入探讨燃料种类（如生物燃料、煤粉）对NOx生成的影响。我们将详细研究燃料氮（Fuel-N）的转化路径，包括其在燃料贫油和燃料富油区域的中间产物（如HCN, N2O）的相互转化。对于碳氧化物，重点放在颗粒物（PM）的成核、生长和氧化过程。我们将利用凝态模型（Soot Model）来描述多环芳烃（PAHs）的形成，并评估先进的燃烧策略（如分级燃烧、富氧燃烧）如何从源头上抑制这些污染物的排放。第五章：燃烧的辐射特性与光谱诊断火焰发出的辐射是能量传递和过程诊断的重要载体。本章将系统梳理燃烧产物（CO2, H2O, 烟尘）在红外和可见光波段的吸收和发射光谱学。我们将介绍如何利用光谱辐射传输模型（Radiative Transfer Equation, RTE）来模拟复杂多维火焰中的辐射传热。在实验诊断方面，我们将探讨反向散射激光诊断（如OH PLIF）和吸收光谱技术如何用于实时监测火焰前沿的物种浓度和温度分布，特别是在高颗粒浓度环境下的测量挑战与解决方案。第三部分：先进材料与燃烧的相互作用本部分关注燃烧过程对接触材料的侵蚀、寿命预测以及燃烧作为一种材料合成工具的应用。第六章：高温燃烧环境下的材料退化与寿命预测在燃气轮机叶片、锅炉壁面等关键部件中，材料必须承受持续的高温、高压氧化和热机械应力。本章将聚焦于热腐蚀（Hot Corrosion）和氧化剥落（Oxidative Spallation）的电化学模型。我们将分析燃料中痕量杂质（如硫、钒）如何催化熔盐的形成，加速涂层的劣化。同时，将引入基于损伤力学和疲劳理论的预测模型，用于评估在循环热负荷下的部件剩余寿命。第七章：燃烧合成：纳米颗粒与陶瓷的受控制备燃烧过程本身可以被视为一种高效、高通量的化学反应器，用于合成具有特定形貌和粒径分布的先进材料。本章将阐述“火焰合成法”（Flame Synthesis）的原理，包括气相热解、自由基终止和颗粒凝聚的动力学。我们将详细比较不同类型火焰（如预混与扩散火焰）在制备二氧化钛（TiO2）、氧化硅（SiO2）等纳米粉体时的差异，并讨论如何通过精确控制停留时间分布和温度梯度来调控最终产物的物相、晶体结构和比表面积。 --- 总结：《火焰的边界》旨在构建一个从基础物理化学向尖端工程应用过渡的知识桥梁。它要求读者具备坚实的化学热力学和流体力学基础，并敢于在复杂、非理想化的反应体系中进行深入探索。本书所呈现的知识体系是未来能源系统设计、污染物零排放技术以及下一代高性能材料研发不可或缺的理论支撑。