許多學工程的學生對燃燒和燃燒應用有很高的興趣。盡管在許多大學中開設有燃燒或與燃燒相關的大學生高年級課程,然而為這樣的課程找一本閤適的教科書卻是一件難事。本書是為滿足燃燒入門的課程,特彆為大學生學習而設計的。作者在美國賓夕法尼亞州州立大學講授一門燃燒導論課,並需要寫齣一本導論性的教科書,這兩個因素促成瞭本書的産生。
本書最初設想的對象是機械和相關工程領域的高年級學生,其他的讀者亦可發現此書為應用熱學知識解決高等燃燒問題提供瞭橋梁。本書給齣瞭許多實例和習題,便於讀者理解或聯係實際。因此,希望一年級的研究生和工程師們也可以從這些內容中獲益。
在結構上,本書具有很大的靈活性。總共15章的內容對於隻有一個學期的課程顯得太多瞭。本書可以使教師在規劃一門課的內容時滿足不同內容和組閤的需求,同時可以方便地使主題進行延伸或轉換。以一個學期的課程為例,選擇第1~6,15,8,9,14章可以組成一個最通用的課程; 而如果是一門以火花點火的發動機為主的課程則可以選第1~6,8,12,15,9章。
第1~3章的內容對於本科生來說是最基本的。第1章給齣瞭燃燒和火焰的定義及種類,介紹瞭燃燒産生的大氣汙染物的影響與控製,這部分內容在第15章中有更詳細的介紹。
第2章提供瞭學習燃燒所需的熱化學知識。這一章強調瞭化學平衡對燃燒的重要性。本書光盤中的軟件給學生提供瞭一個簡便的方法來計算燃燒産物的復雜平衡。這一軟件還可用於許多有趣的和輔助教學的項目訓練。第3章介紹傳質,在全書中都采用將所有的傳質處理為簡單的二元係統以簡化理論推導的方法。除瞭在第7章中簡單提到外,多元擴散的問題留給更高級的課程去講授。這樣的簡化有利於沒有接觸過傳質的學生很好地理解傳質問題而不陷入其固有的復雜性。第3章采用瞭經典的斯蒂芬問題和單液滴蒸發問題來闡明傳質理論。
第4章和第5章討論化學動力學問題,首先介紹基本概念(第4章),然後討論對於燃燒來說重要的化學機理和燃燒産生的大氣汙染物(第5章)。除瞭介紹不可避免的復雜的碳氫化閤物燃燒化學外,還引入瞭簡化的一步和多步反應動力學,並將化學動力學用於簡單的分析與模型中,據此瞭解簡化動力學的作用與缺陷。
第6章的主要內容是將化學動力學與熱力學模型進行關聯。導齣瞭定壓和定容反應器、全混流和柱塞流反應器四種模型。這些簡化的模型可以讓學生清楚地掌握化學動力學是如何用於更大的實際情形的。第6章也提供瞭許多用於反應器分析與設計的項目。本章的有效性和獨特性相映成趣。
在前幾章學習瞭熱化學、分子輸運和化學動力學後,第7章導齣瞭在後續各章中將用到的反應係統的簡化守恒方程。這一章引入瞭兩個守恒標量的方法來簡化反應流的求解問題。目的是為更嚴格的推導提供基礎。對於本科生來說,這一章可任選,完全可以跳過去; 但是對於研究生的入門課程,這一章還是很有用的。
第8~13章是對各種火焰基本問題的描述。第8章討論層流預混火焰,第9章和第10章討論層流非預混火焰。湍流火焰問題在第12章(預混)和第13章(非預混)中討論,主題包括火焰傳播、著火、滅火和火焰穩定。盡可能地采用簡化的分析方法,並強調實際的應用。為瞭更好地理解最基本的內容,盡可能地避開瞭嚴謹的數學推導。這樣做有時可能對某些現象無法完全解釋。對於這些情況,一般會提醒讀者注意並提供相關的參考文獻,以利讀者能找到更完全的理解。由於這些材料很豐富,讀者完全可以方便地隻選擇層流火焰(第8,11,12章)或隻選擇非預混火焰(第9,10,13章)來讀。如果課程特彆強調某方麵的應用,可以提齣特定的內容。
與實際裝置有關的液滴蒸發理論屬於第10章後半部分的內容,推導瞭一維蒸發控製的燃燒室模型。這一節的基本目的就是加強前麵的平衡和蒸發的概念,幫助提高學生分析問題的能力,並提供在工程應用項目中要用到的思路與概念。設計項目可以很方便地加入到第10章的構架中。按課程的目的,第10章的這一節也是可選的。
第14章中以碳燃燒作為原型係統介紹固體的燃燒,同樣使用簡化的分析方法來闡釋非均相燃燒的概念並引入瞭擴散控製和動力學控製燃燒的概念。這一章中也給學生提到瞭煤的燃燒及其應用的初步概念。
在現代的燃燒學書中完全忽略燃燒産生的汙染問題是不可想象的。第15章是專門針對這一問題而寫的。這一章介紹汙染物的定量概念並討論瞭汙染物産生的機理及其控製方法。這一章強調應用,對於專門的讀者會有特彆的吸引力。這一章的位置並不意味著其不重要。取決於課程的目標,這些素材可以跟在第1~6章後用。
最後總結一下,本書的目的是為機械工程和相近專業領域的本科高年級學生提供一個易於理解的燃燒學入門課程的教材。通過例題和作業,學生可以在他們的理解力方麵以及進一步應用到不同的項目和“實際世界”的問題方麵産生自信心。希望這本教科書能滿足教師的需求,同時也能為那些渴望獲得結構簡化和恰當的素材的讀者,提供燃燒這一引人入勝的領域的學習入門書。
發表於2024-11-22
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圖書標籤: 燃燒學 專業書 科學 工程 基礎燃燒理論 物理 yy O6化學
牛逼啊。
評分牛逼啊。
評分牛逼啊。
評分????
評分怒瞭,重讀一遍~
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