燃燒反應動力學

目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 燃燒反應動力學簡介 1
1.2 燃燒反應動力學研究簡史 3
1.3 燃燒反應動力學主要研究方法 5
參考文獻 7
第2章 化學熱力學和反應動力學簡介 10
2.1 化學熱力學基本概念和定律 10
2.1.1 熱力學第一定律、焓和熱容 10
2.1.2 熱力學第二定律、熵和熵增原理 12
2.1.3 吉布斯自由能和化學平衡常數(shù) 13
2.2 生成焓、燃燒熱和絕熱火焰溫度 14
2.3 反應動力學的基本概念 16
2.3.1 單分子、雙分子和三分子反應 16
2.3.2 速率常數(shù)表達形式 16
2.4 燃燒反應機理層級結構和反應類 19
2.4.1 燃燒反應機理層級結構 19
2.4.2 反應類和速率規(guī)則 22
參考文獻 23
第3章 燃燒反應動力學實驗和診斷方法 25
3.1 理想反應器和層流火焰 25
3.1.1 間歇反應器 26
3.1.2 充分攪拌反應器 27
3.1.3 活塞流反應器 27
3.1.4 層流預混火焰 28
3.1.5 層流擴散火焰 31
3.2 燃燒組分診斷方法 34
3.2.1 光譜診斷方法 34
3.2.2 取樣分析法 37
參考文獻 42
第4章 燃燒反應動力學理論與模擬方法 47
4.1 量子化學計算方法 47
4.1.1 基于波函數(shù)的從頭計算法 49
4.1.2 密度泛函理論 52
4.2 速率常數(shù)計算方法 55
4.2.1 過渡態(tài)理論 55
4.2.2 碰撞能量轉移 57
4.2.3 主方程 57
4.3 燃燒反應動力學模擬方法 59
4.3.1 模擬軟件結構和數(shù)值計算方法 60
4.3.2 熱力學、動力學和輸運參數(shù) 61
4.3.3 主要實驗類型的模擬方法 63
4.3.4 模型分析方法 68
4.4 不確定性分析方法 71
4.4.1 不確定性來源 73
4.4.2 不確定性定量分析 74
4.4.3 反向不確定性分析 75
4.5 模型簡化方法 75
4.5.1 直接關系圖法 77
4.5.2 敏感性分析法 79
4.5.3 計算奇異攝動法 79
4.5.4 其他模型簡化方法 81
參考文獻 82
第5章 C0～C4基礎燃料反應機理 85
5.1 氫氣機理 85
5.1.1 氫氣機理中的基元反應 85
5.1.2 氫氣的自燃和爆炸理論 91
5.1.3 氫氣的預混燃燒 95
5.2 一氧化碳和合成氣機理 99
5.2.1 一氧化碳的燃燒反應機理 99
5.2.2 合成氣的燃燒反應機理 101
5.3 C1燃料機理 103
5.3.1 甲烷燃燒反應機理 104
5.3.2 甲醇燃燒反應機理 109
5.3.3 甲醛燃燒反應機理 110
5.4 C2燃料機理 111
5.4.1 乙烷燃燒反應機理 113
5.4.2 乙烯燃燒反應機理 115
5.4.3 乙炔燃燒反應機理 120
5.5 C3、C4燃料機理 121
5.5.1 丙烷燃燒反應機理 121
5.5.2 丙烯燃燒反應機理 123
5.5.3 丙二烯和丙炔燃燒反應機理 125
5.5.4 丁烷燃燒反應機理 126
5.5.5 丁烯燃燒反應機理 128
5.5.6 丁二烯燃燒反應機理 130
5.6 基礎燃料的燃燒反應規(guī)律 131
參考文獻 133
第6章 大分子碳氫燃料反應機理 137
6.1 烷烴反應機理 137
6.1.1 烷烴主要高溫反應類 138
6.1.2 烷烴主要中低溫反應類 141
6.1.3 烷烴燃燒反應規(guī)律 144
6.2 環(huán)烷烴反應機理 148
6.2.1 環(huán)烷烴化學特性 148
6.2.2 環(huán)烷烴分解反應機理 151
6.2.3 環(huán)烷烴自由基反應機理 154
6.2.4 環(huán)烷烴和烷烴燃燒特性比較 157
6.3 芳香烴反應機理 158
6.3.1 苯和苯基反應機理 159
6.3.2 甲苯和芐基反應機理 162
6.3.3 乙基苯和苯乙烯反應機理 167
6.3.4 長支鏈烷基苯反應規(guī)律 170
6.3.5 多支鏈烷基苯反應機理和反應規(guī)律 173
6.3.6 芳香烴和烷烴燃燒特性比較 176
6.4 運輸模型燃料反應機理 178
6.4.1 模型燃料構建策略 179
6.4.2 汽油模型燃料 183
6.4.3 柴油模型燃料 184
6.4.4 煤油模型燃料 186
參考文獻 188
第7章 含氧燃料反應機理 195
7.1 含氧燃料簡介 195
7.2 醇類燃料反應機理 196
7.2.1 醇類燃料 196
7.2.2 醇類燃料燃燒反應類 197
7.2.3 醇類燃料燃燒反應動力學規(guī)律 199
7.3 酯類燃料反應機理 202
7.3.1 酯類燃料 202
7.3.2 酯類燃料的燃燒反應類 204
7.3.3 酯類燃料的燃燒反應動力學規(guī)律 206
7.4 醚類燃料反應機理 207
7.4.1 醚類燃料 207
7.4.2 醚類燃料燃燒反應類 207
7.4.3 醚類燃料燃燒反應動力學規(guī)律 209
7.5 呋喃類燃料反應機理 211
7.5.1 呋喃類燃料 211
7.5.2 呋喃類燃料燃燒反應類 213
7.5.3 呋喃類燃料燃燒反應動力學規(guī)律 215
7.6 醛酮類燃料反應機理 217
7.6.1 醛酮類燃料 217
7.6.2 醛酮類燃料燃燒反應類 218
7.6.3 醛酮類燃料燃燒反應動力學規(guī)律 221
參考文獻 223
第8章 含氮、硫、鹵素化合物的燃燒反應機理 228
8.1 含氮化合物的燃燒反應機理 228
8.1.1 氨氣 229
8.1.2 肼類化合物 231
8.1.3 胺類化合物 233
8.1.4 硝基化合物 236
8.1.5 含氮雜環(huán)化合物 240
8.1.6 含氮化合物燃燒中氮元素轉化的一般規(guī)律 243
8.2 含硫化合物反應機理 244
8.2.1 硫化氫 245
8.2.2 二硫化碳 247
8.2.3 硫醚 249
8.2.4 硫醇 250
8.2.5 含硫雜環(huán)化合物 251
8.3 含鹵素化合物燃燒反應機理 252
8.3.1 含氯化合物與H、O、OH的反應 253
8.3.2 氯原子的反應 255
8.3.3 氯氧化合物的反應 257
參考文獻 259
第9章 燃燒污染物生成機理 265
9.1 燃燒污染物簡介 265
9.2 氮氧化物生成機理 266
9.2.1 熱力型NO生成機理 267
9.2.2 快速型NO生成機理 268
9.2.3 其他源于N2的NO生成機理 272
9.2.4 燃料型NO生成機理 273
9.2.5 NOx的原位控制方法 274
9.3 苯和多環(huán)芳烴的生成機理 277
9.3.1 苯的生成機理 278
9.3.2 多環(huán)芳烴的生成機理 280
9.4 碳煙生成機理 285
9.4.1 碳煙生成熱力學分析 286
9.4.2 碳煙的成核或初生 286
9.4.3 碳煙表面生長 288
9.4.4 碳煙顆粒的凝并和團聚 288
9.4.5 碳煙的氧化 289
9.5 其他污染物生成機理 292
參考文獻 293
第10章 新型燃燒技術中的反應動力學 298
10.1 等離子體輔助燃燒中的反應動力學 298
10.1.1 等離子體輔助燃燒原理 298
10.1.2 等離子體輔助點火機理 300
10.2 催化輔助燃燒中的反應動力學 302
10.2.1 催化輔助燃燒 302
10.2.2 催化反應動力學 303
10.2.3 微觀催化反應動力學 310
10.2.4 平均場近似 311
10.2.5 表面反應與熱力學一致性 313
10.3 廢氣再循環(huán)中的反應動力學 315
10.4 其他燃燒技術中的反應動力學 317
10.4.1 柔和燃燒 317
10.4.2 富氧燃燒 321
10.4.3 化學鏈燃燒 323
參考文獻 328
組分列表 331