燃烧到底是在研究什么?
发布时间:2014/12/15 作者:郑州中威环保设备有限公司 打印 关闭
燃烧科学目前正在从一门传统的经验科学发展成为一门系统的,涉及热力学、流体力学、化学动力学、传热传质学、物理学,且以数学为基础的综合理论体系。从以上分析的燃烧科学应用的领域看,其重点在于研究燃料和氧化剂进行激烈化学反应的发热、发光的物理化学过程及其组织。
燃烧科学的研究也就分成两个大的方面:一方面是燃烧理论方面的研究,主要以燃烧过程涉及的基本过程为对象,如燃烧反应的动力学机理,燃料的着火、熄灭、火焰传播、火焰稳定、预混火焰、扩散火焰、层流和湍流燃烧、催化燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、煤的热解和燃烧、燃烧产物的形成机理等。另一方面是燃烧技术的研究,主要是应用上述理论研究的结果来解决工程技术中的各种实际问题,包括燃烧方法的改进,燃烧过程的组织,新的燃烧方法的建立,提高燃料利用率,拓宽燃料利用范围,改善燃烧产物的组成,实现对燃烧过程的控制,控制燃烧中污染物的形成与排放等等。
对于燃烧科学研究的方法,从上述内容的复杂性,也表明了燃烧科学研究方法的多样性。总的来说,燃烧科学发展的最重要的形式是理论的更替,而理论的更替正是科学实践的结果,也就是研究方法的更替。从燃烧学发展的简史可以看出,仅有实验的力量并不能决定理论的正确与否,如燃素说的基础也是实验,但得到的却是错误的理论。因此,与一般的科学研究的方法相一致,燃烧理论的建立是实验研究和理论总结的结合。由于燃烧过程的复杂性,到目前为止,燃烧科学的研究,仍然以实验研究为主,但理论和数学模型的方法正显得越来越重要。
燃烧过程的数学方法,是在流体力学、反应动力学和其他物理、化学方程的基础上,提出化学流体力学的全套方程组。但是,由于方程和现象的复杂性,目前的数学尚无力论证这组方程的通解和解的存在性,这与通常人们在一般条件下通过把体现燃烧理论的那些基本方程的解与实验研究结果对比的方法来检验和发展理论的过程不相一致,致使燃烧学长期停留在实验、总结的阶段。数学模型方法,得益于近年来计算机的迅猛发展,提供了一套在一般条件下用数值方法求解上述方程组的可能性,可以求出各种理论数学模型的解,通过把该解与相应的实验研究结果对比、检验,不断发展和优化理论模型,从而深人认识现有燃烧过程,预示新的燃烧现象,进一步揭示燃烧规律。这样就把燃烧理论与错综复杂的燃烧现象有机地联系起来,使燃烧学科上升到系统理论的高度。
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