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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Quintiere, James G.

出品人:

頁數:460

译者:

出版時間:2006-5

價格:796.00元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780470091135

叢書系列:

圖書標籤:

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

燃燒的本質：從微觀到宏觀的深度探索 書名：燃燒的本質：從微觀到宏觀的深度探索 作者： [此處填寫虛構的作者姓名，例如：約翰·道爾頓，理查德·布朗] 齣版社： [此處填寫虛構的齣版社名稱，例如：科學前沿齣版社] --- 內容概要 《燃燒的本質：從微觀到宏觀的深度探索》是一部旨在全麵、係統地闡述燃燒現象基本原理、復雜機理及其在工程實踐中應用的權威著作。本書跳齣瞭傳統消防科學的狹隘視角，將燃燒視為一個跨越物理學、化學、流體力學和材料科學的綜閤性熱力學過程。它不僅深入探討瞭火焰的內部化學動力學，也詳細分析瞭宏觀燃燒場（如爆炸、擴散火焰和預混火焰）的結構與控製。 本書結構清晰，邏輯嚴密，分為五個核心部分，層層遞進地揭示瞭燃燒這一自然界中最普遍、最劇烈的化學反應之一的內在奧秘。 --- 第一部分：燃燒的基礎理論與熱力學基石 本部分為理解後續復雜燃燒現象奠定瞭堅實的理論基礎。我們首先從熱力學角度審視燃燒反應的驅動力，詳細闡述瞭吉布斯自由能、焓變和熵變在確定反應可行性與平衡極限中的核心作用。 化學動力學基礎： 深入分析瞭反應速率理論，包括阿倫尼烏斯模型及其局限性，並引入瞭過渡態理論，以精確描述活化能壘對反應速率的控製。重點解析瞭鏈式反應的機理，特彆是燃燒過程中自由基（如H·，O·，OH·）的産生、傳播和終止過程，這是理解火焰自持性的關鍵。 物質的相變與傳輸現象： 燃燒的發生依賴於物質從固態、液態到氣態的有效轉化。本章細緻梳理瞭蒸發、氣化過程中的傳質與傳熱機製，強調瞭擴散係數、熱擴散係數與流體動力學效應的耦閤作用，為後續的擴散火焰分析做好瞭鋪墊。 --- 第二部分：火焰的結構與傳播機理 火焰是燃燒過程最直觀的體現，本部分聚焦於火焰的內部結構、形態特徵及其傳播方式。 預混火焰的機理： 詳細研究瞭燃料與氧化劑在混閤均勻狀態下的燃燒。通過建立一維穩態火焰模型，推導瞭由化學反應區和熱量擴散區共同構成的火焰結構，並引入瞭Laminar Burning Velocity（層流燃燒速度）的概念，探討瞭其影響因素，包括壓力、溫度和初始混閤比。 擴散火焰的特性： 與預混火焰相對，擴散火焰（如蠟燭火焰、噴射器火焰）的反應速率受限於燃料和氧化劑之間的擴散速率。本章重點分析瞭“薄反應層”模型，討論瞭Hottel’s “氣泡模型”在預測擴散火焰尺寸和形態上的應用。特彆針對圓柱形擴散火焰和球形火焰進行瞭詳細的數學描述。 爆炸的超音速傳播： 區彆於亞音速的火焰傳播，本部分深入探討瞭爆炸波的形成與維持。引入瞭馮·諾依曼理論，精確計算瞭爆震波的速度和結構，分析瞭誘導期、自持期以及反應物非均相性對爆炸威力的影響。 --- 第三部分：燃燒的復雜性：湍流與多相流 在實際工程環境中，燃燒過程幾乎總是處於湍流狀態，且往往涉及多相物質的相互作用。 湍流燃燒動力學： 湍流顯著增強瞭混閤速率，從而極大地影響瞭火焰的穩定性和化學反應速率。本書係統介紹瞭描述湍流火焰的兩種主流方法：渦鏇模型（如EDC模型）和基於過濾速率的拉格朗日方法。重點分析瞭湍流火焰的“薄火焰”理論和“失活”現象。 液滴與霧沫燃燒： 針對噴射式燃燒器、內燃機等應用場景，本章詳細解析瞭液滴霧化的過程、單液滴的蒸發與燃燒機理。討論瞭液滴內部的沸騰現象、火焰羽的形成，以及多液滴群燃燒時液滴間的相互影響。 固體燃料燃燒的復雜性： 深入探討瞭熱解過程——將固體燃料轉化為可燃氣體的關鍵步驟。分析瞭輻射、對流和固相導熱在熱解速率中的相對貢獻，並引入瞭涉及焦炭層形成與氧化的多孔介質燃燒模型。 --- 第四部分：汙染物生成與燃燒控製 有效的燃燒不僅要追求高效率，更要關注環境影響。本部分著眼於燃燒過程中副産物的生成機理與抑製策略。 熱力學生成汙染物： 詳細剖析瞭氮氧化物（NOx）的生成路徑，包括熱力型NOx（Zeldovich機理）和燃料型NOx。同時，探討瞭一氧化碳（CO）和未燃碳氫化閤物（UHC）的形成與二次氧化過程。 碳黑（煙塵）的形成與輻射： 碳黑是造成煙霧和輻射傳熱損失的主要因素。本章將碳黑的生成過程建模為成核、生長和聚集的復雜序列，並結閤黑體輻射理論，分析瞭煙塵對火焰輻射特性的影響。 燃燒過程的優化與控製： 基於對上述機理的理解，本部分提齣瞭先進的燃燒控製技術，包括貧氧燃燒（Lean Premixed, Lean Burn）、再循環、水/蒸汽注入技術在降低NOx排放方麵的應用，以及如何通過精確的流場控製來抑製火焰熄滅和迴火。 --- 第五部分：先進診斷技術與數值模擬 現代燃燒研究高度依賴於精確的實驗測量和高保真度的計算模擬。 實驗診斷手段： 本章介紹瞭用於火焰診斷的前沿技術。包括激光誘導熒光（LIF）用於捕獲自由基分布、粒子圖像測速（PIV）用於速度場測量、以及傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）用於組分分析。重點討論瞭這些技術在時空分辨率上的挑戰與突破。 計算流體力學（CFD）在燃燒建模中的應用： 詳細介紹瞭將反應動力學、湍流模型與流體動力學耦閤的數值方法。討論瞭網格生成、時間步長選擇對模擬結果的敏感性，以及如何利用大規模並行計算（HPC）來解析復雜的瞬態燃燒現象，如鏇轉爆震發動機（RDE）的模擬。 --- 目標讀者 本書內容涵蓋瞭燃燒科學的理論深度與工程實踐的廣度，是高等院校燃燒學、化學工程、航空航天工程、機械工程專業研究生和高年級本科生的理想教材。同時，它也是從事能源、環保、材料科學及消防安全領域的研究人員和工程師的重要參考工具書。 --- 《燃燒的本質：從微觀到宏觀的深度探索》 緻力於為讀者提供一個全麵、精確且富有洞察力的燃燒科學圖景，幫助構建從分子層麵到係統工程層麵的完整知識體係。

評分☆☆☆☆☆

Quintiere的Combustion功力很深，Ignition和Fire Spread這幾章都寫得很好，Scaling and dimensionless groups這章也很有意義

評分☆☆☆☆☆

Quintiere的Combustion功力很深，Ignition和Fire Spread這幾章都寫得很好，Scaling and dimensionless groups這章也很有意義

評分☆☆☆☆☆

Quintiere的Combustion功力很深，Ignition和Fire Spread這幾章都寫得很好，Scaling and dimensionless groups這章也很有意義

評分☆☆☆☆☆

Quintiere的Combustion功力很深，Ignition和Fire Spread這幾章都寫得很好，Scaling and dimensionless groups這章也很有意義

評分☆☆☆☆☆

Quintiere的Combustion功力很深，Ignition和Fire Spread這幾章都寫得很好，Scaling and dimensionless groups這章也很有意義

评分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的結構組織存在著明顯的邏輯斷裂。它試圖在一本書的篇幅內涵蓋從火災熱力學到煙氣毒性分析的全部光譜，結果就是每個領域都淺嘗輒止，缺乏必要的連貫性。比如，在剛開始詳細介紹瞭化學反應動力學的基本假設之後，下一章就跳躍到瞭大規模火災的輻射傳熱模型，這兩個主題之間的橋梁——即如何將微觀反應速率轉化為宏觀熱釋放率——的論述極其單薄，令人費解。讀者很難建立起一個完整的知識體係框架。讀到關於“自催化”反應在聚閤物燃燒中的作用時，我本想深入瞭解一下TGA（熱重分析）數據如何被用來驗證這些模型的，但作者僅僅提到瞭“通過實驗驗證”，卻未展示任何實際的分析步驟或案例研究。這讓這本書的實用指導意義大打摺扣。它似乎更偏嚮於學術綜述的初稿，缺乏經過精心打磨和優化的教學設計。我更希望看到的是，圍繞一個核心現象（比如，特定燃料的穩定燃燒），層層遞進地引入相關的熱力學、流體力學和化學動力學工具，而不是像現在這樣，東拉西扯，讓讀者始終處於“剛剛入門”的狀態，無法深入挖掘任何一個關鍵環節。

评分☆☆☆☆☆

我必須指齣，這本書在涉及現代實驗技術的部分顯得嚴重落伍。在當前，激光誘導熒光（LIF）、粒子圖像測速（PIV）以及先進的質量光譜分析技術早已成為火焰診斷的標準工具。然而，在閱讀《火焰的奧秘基礎》時，我發現它對這些前沿技術的提及少之又少，甚至於很多案例分析和數據源似乎停留在上世紀八九十年代的水平。例如，在討論層流預混火焰的厚度確定時，書中引用的數據模型還是基於經典的擴散限製理論，對於現代計算流體力學（CFD）如何精確捕捉火焰與湍流場的相互作用，幾乎沒有涉及。這使得這本書對於緻力於利用現代工具解決實際火災問題的研究人員來說，參考價值大打摺扣。它仿佛一本停留在經典物理學時代的教材，固步自封於已知的、相對簡單的理想模型。火焰現象的研究日新月異，特彆是涉及納米顆粒的燃燒和等離子體輔助燃燒等交叉學科領域，這本書完全沒有觸及。閱讀它，我感覺自己被帶迴瞭一個知識體係相對固化的時代，錯失瞭理解當代火焰科學脈絡的最佳時機。

评分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格極其晦澀，仿佛作者在用一種隻有他自己纔能完全理解的行話進行交流，對非本領域專傢極不友好。大量的專業術語在沒有充分定義或上下文解釋的情況下被頻繁使用，使得初學者在麵對每一個新章節時，都像是需要先攻剋一門新的語言。更糟糕的是，即便是核心概念的闡述，也常常被復雜的句式和過多的修飾語所包裹，使得原本清晰的物理圖像變得扭麯和模糊。例如，對“火焰傳播極限”的定義，本應簡潔明瞭地說明是燃料-氧化劑混閤物在特定條件下無法維持燃燒的臨界濃度比，但書中卻用瞭一大段話繞來繞去，涉及瞭熱損失速率、特徵擴散時間等多個變量的相互製約關係，最終的結論反而不如教材附錄中的一個簡單公式來得有效。我需要的是一本能夠清晰、直接、邏輯嚴密地傳授知識的書籍，而不是一本需要反復揣摩作者真正意圖的哲學著作。對於希望通過自學掌握火焰基礎知識的讀者而言，這種低效的閱讀體驗是令人沮喪且難以忍受的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏實在是太慢瞭，簡直像是用一種極其古老且冗餘的方式在闡述概念。我拿起這本書，是希望能盡快進入狀態，掌握燃燒效率優化的核心參數。然而，書中花瞭大量的篇幅去追溯早期消防技術的演變，以及不同文化背景下對火的理解，這對於我這種急需解決當下能源轉化效率問題的工程師來說，無疑是一種時間的浪費。更讓我感到睏惑的是，作者似乎對數據可視化持有一種近乎抵觸的態度。在討論氣體動力學對火焰傳播速度影響的章節中，我期待看到的是清晰的等值麵圖、矢量場分析或者至少是參數敏感性麯綫的圖錶，但取而代之的是冗長、晦澀的文字描述，讀者需要花費巨大的精力去腦海中構建一個三維的動態模型。這不僅降低瞭學習效率，更嚴重的是，它阻礙瞭對復雜多尺度現象的直觀理解。對於火焰這種瞬態、高度非綫性的過程，脫離瞭圖形化的輔助，其內在的物理規律就變得模糊不清。這本書更像是一本曆史文集，而非一本嚴謹的科學教科書，它在“講述”火焰的曆史，而不是“教授”火焰的原理，這與我購買它時所期望的實用價值相去甚遠。

评分☆☆☆☆☆

初翻閱這本《火焰的奧秘基礎》，我心中充滿瞭期待，畢竟“火焰現象”這個主題本身就帶著一種原始的、令人著迷的魅力。然而，讀完前幾章，我不得不承認，我的期待值受到瞭不小的衝擊。這本書似乎更側重於對火災動力學的宏觀敘事和曆史迴顧，而非深入探討那些構成火焰核心的微觀物理和化學機製。比如，我對火焰溫度梯度如何影響物質汽化速率的細節探討，期待能看到更紮實的數學模型和實驗數據支持，但書中更多的是對既有理論的寬泛介紹，缺乏那種能讓人醍醐灌頂的洞察力。例如，關於燃燒室內的湍流混閤層如何決定火焰的穩定性這一關鍵點，作者似乎點到為止，沒有深入挖掘不同雷諾數下火焰結構的具體演變路徑。我希望看到的是更具前瞻性的內容，比如新型阻燃劑作用機理的深入剖析，或是對生物質快速熱解過程中中間産物復雜反應網絡的詳細解析。整本書讀下來，感覺像是在一個風景優美的山腳下散步，看到瞭壯麗的景色，卻沒能真正攀登到能俯瞰全局的高峰。對於那些希望將火焰現象應用於實際工程設計，或者進行前沿研究的專業人士來說，這本書可能提供的基礎知識廣度尚可，但深度上實在有些讓人意猶未盡，如同隻給瞭一張地圖的輪廓，卻遺漏瞭關鍵的地標和捷徑。

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