一、课程与任课教师基本信息
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课程名称：燃烧学 |
课程类别：必修课 √ 选修课 □ |
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总学时/周学时/学分：48/3/3 |
其中理论/实验（实训、讨论等）学时：40/8 |
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授课时间：1-16 周 星期三5-7 节 |
授课地点：7B-205 |
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开课单位：能源与化工系 适用专业班级：热能与动力工程2013级 |
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任课教师姓名：肖汉敏 |
职称：讲师 |
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联系电话：22862038 |
Email:xiaohm@dgut.edu.cn |
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答疑时间、地点与方式：周一下午7-8节 12L304室 |
二、课程简介
本课程是热能与动力工程专业本科学生的一门必修课，燃烧理论基础是热力发动机、热能工程、环境工程等专业的一门主要的专业基础课程。它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生对燃烧现象和基本理论的认识。通过本课程的学习掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握动力机械工程中气态、液态、固态燃料的燃料特性、燃烧特点和规律，包括着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。
三、课程目标
1、知识与技能目标：通过本课程的学习，能对锅炉、内燃机、涡轮机、火灾、家用炉灶、焊枪等燃烧现象从宏观上能有所认识，微观上能有所解释。为改进燃烧设备、提高能源利用率、分析有害排放物的生成机理和过程、避免不正常的燃烧现象、控制和降低有害排放物的生成，具有一定的基本理论知识。为今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域，打下坚实的基础。
2、过程与方法目标：通过本课程的理论学习掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。通过实验、使学生了解燃烧设备的基本工作原理，掌握预混合火焰与扩散火焰的形态特征、固体燃料的燃烧特性，用所学知识计算出燃烧速度。整理实验数据并完成实验报告。
3．情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一个热能与动力工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神、严谨治学的科学态度和积极向上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。
四、与前后课程的联系
本课程要求学生已经完成了工程热力学、传热学、流体力学的学习，具备相关知识。并通本课程学习，为毕业设计或毕业论文做准备。
五、教材选用与参考书
1、选用教材：徐通模主编，燃烧学，机械工业出版社。
2、推荐参考书：徐旭常主编，燃烧理论与燃烧设备，科学出版社。
六、课程进度表
表1 理论教学进程表
周
次 |
教学主题 |
要点与重点 |
要求 |
学时 |
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1-2 |
课程概述、简介 |
了解燃烧学课程性质以及其重要性；
重点掌握燃料的基本知识。
要点：生成焓、反应焓、燃烧焓（燃烧能）与燃料的热值、高热值与低热 值之间的定义及相互关系。 燃烧所需的空气量及燃烧产物组分的计算。过量空气系数、浓度、当量比。
难点：不完全燃烧时的空气量与燃烧产物组分的计算。 |
了解 |
6 |
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3-4 |
燃烧化学热力学基本知识 |
要点：化学反应速度、化学平衡的概念、自由焓与自由能、自由焓与化学 平衡的关系。 化学平衡常数kc与kp、kx与标准反应自由能的关系。 反应度与平衡常数的关系。
难点：非绝热火焰温度与绝热火焰温度的计算方法。
要点：质量作用定律、反应分子数与反应级数、反应级数的确定方法及半衰期。 比反应速度常数kn与Arrhenius的反应速度表达式（反应速度的碰撞理论，活化络化物的概念）。
难点： 热爆炸理论、链反应、分支链反应、燃烧半岛。 烃类燃料燃烧的链反应过程。 |
掌握 |
6 |
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5-6 |
燃烧空气动力学基础 |
要点：分子传输方程（Newton粘性定律、Fourier热传导定律及Fick质量扩散 方程的统一表达式）。 基本守恒方程（质量守恒、能量守恒、动量守恒、组分守恒）。 稀有气体的动力学理论（扩散系数与分子运动理论的关系）。 流动边界与热边界层（边界层内的传热及摩擦系数）。 湍流的尺寸及强度概念。
难点：斯蒂芬流，组分守恒方程。 |
掌握 |
6 |
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7 |
着火理论 |
要点：燃烧现象的分类（预混合及扩散燃烧、定置火焰及行进火焰）。着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题。自燃与引燃、引燃成功条件。热球点火与火花点火问题（热球点火的最小尺寸及火花点火的最小点 火能问题）。燃烧界限的影响因素。
难点： Semenov的自燃理论。 |
掌握 |
3 |
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8-9 |
气体燃料燃烧 |
要点：气体燃烧喷射中的射流与引射的机理。 无燃烧的平面及轴对称喷射气流（温度场、浓度场、速度场）。 组分守恒方程，火焰面的位置计算，燃料气及产物的浓度分布计算， 层流喷射火焰高度的计算。
难点：Bruke-Schumam方程（氧气浓度对火焰形态的影响及其计算分析）。 |
掌握 |
4 |
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9-10 |
液体燃料燃烧 |
要点：液体燃料的闪点及着火点。
单油滴的蒸发（稳定状态球对称的蒸发）及蒸发速度、液滴寿命（蒸
发系数及蒸发时间）的计算。
火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧的概念。
难点：有燃烧时的单油滴蒸发燃烧、蒸发燃烧速度、蒸发燃烧时间。 |
掌握 |
5 |
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11-12 |
煤的燃烧 |
要点：煤的生成和特性。 固体燃料煤的燃烧过程。异相化反应后速度。 固体碳粒的燃烧过程。
难点：碳球燃烧速度与烧尽时间。 |
掌握 |
6 |
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13-14 |
燃烧污染物的生成和控制
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要点：黑烟与煤灰污染与防治。
硫的氧化物污染与防治。
氮的氧化物污染与防治。
难点：大气污染综合防治。 |
掌握 |
6 |
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17 |
考试 |
闭卷考试 |
与学校统一 |
2 |
表2 实验教学进程表
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周次 |
实验项目名称 |
要点与重点 |
掌握程度 |
实验类型 |
实验要求 |
学时 |
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15 |
预混火焰稳定浓度界限测定 |
火焰稳定性是气体燃料燃烧的重要特性，在不同的空气/燃料比时，火焰会出现冒烟、回火和吹脱现象。本试验装置可以定量地测定燃料浓度对火焰传播稳定性的影响，从而绘制得到火焰稳定性曲线(回火线)。 |
必做 |
综合实操 |
4-6人1组完成 |
4 |
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16 |
Bensun火焰及Smithell法火焰分离 |
1. 观察Bensun火焰的圈顶效应、壁面淬熄效应及火焰外凸效应；燃料浓度对火焰颜色的影响；气流速度对火焰形状的影响等各种火焰现象。
2. 了解本生灯火焰内外锥分离的原理和方法。 |
必做 |
综合实操 |
4-6人1组完成 |
4 |
七、教学方法
1.课堂教学充分利用包括图片，视频等多媒体手段，图文并茂、生动讲授课本内容。
2.重视学以致用，通过实例分析，使学生把学到的书本知识用于分析和解决实际问题。
八、对学生学习的总体要求
1、学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。
如前所述，燃烧学是在学生完成了大学普物，流体力学，热力学、传热学等课程后、继续学习的较为综合的专业基础课程。本课程大量使用了以往已经学过的知识。学生应及时复习和回顾相关内容，做到温故知新。
2、学生必须阅读与选读的课外教学材料
学生要充分包括利用网络资源、学习参考书在内的媒介进行自我学习，自我教育。在熟练掌握基本知识和技能的同时，鼓励发展和延伸有关的知识和技能。
3、学生完成本课程每周须耗费的时间
学生在学习本课程的时候，为了能够牢固掌握相关知识，除平均每周完成3课时的课堂学习外，建议每周还要花4-5小时的课外学习。
4、学生的上课、实验、讨论、答疑、提交作业（论文）、单元测试、期末考试等方面的要求。
学生在上课的时候应认真做课堂笔记，并作课后复习，按时完成和提交课后作业练习，提前预习新课；学生之间应积极开展课堂内外的相关讨论，探讨疑难问题。鼓励教、学互动。鼓励主动向教师提出疑难问题；学生必须参加所要求的全部实验课，并按教师要求按时完成和提交实验报告，占总成绩10%；学生的上课考勤，课后作业练习作为平时成绩，占总成绩20%；学生的期末考试定为闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的70%。
5、学生参与教学评价要求。
本课程结束前1-2周内，按照学校统一安排，通过网上评教系统，回答调查问卷，实事求是地对本课程及任课教师的教学效果作出客观公正的评价，是学生的应尽的责任和义务，对促进教师改进教学具有重要意义。
九、成绩评定方法及标准
期末考试：70%；平时成绩：20%；实验成绩：10%
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考核内容 |
评价标准及要求 |
权重 |
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课堂考勤、讨论完成作业 |
未经同意缺课-2/次，不按时完成作业练习-2/次，（虽提交作业但没有按要求认真完成也可能扣分） |
20% |
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参加实验课、提交实验报告 |
未经同意缺课-2/次，不按时提交实验报告-5/次，（虽提交但没有按要求认真完成也可能扣分） |
10% |
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期末考核 |
独立完成，作弊取消成绩 |
70% |
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期末考试方式 |
开卷□ 闭卷√ 课程论文□ 实操□ |
十、院（系）教学委员会审查意见
我院（系）教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。
院（系）教学委员会主任签名： 日期：2015 年 9月 15 日
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