西北工业大学

航空发动机燃烧学

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课程概述

本课程的任务是使学生懂得航空燃气轮机中燃烧过程的基本理论和燃烧室工作原理,为学生进一步从事航空发动机研究、燃烧室设计及有关燃烧方面的工作打下基础。本课程包含燃烧基础部分和应用部分两个方面内容。

基础部分包括第15讲,其中第一讲为绪论、第二讲为燃烧化学热力学与化学动力学基础、第三讲为燃烧的物理学基础、第四讲为着火理论、第五讲为气体燃料的燃烧。该部分内容是各类与燃烧相关专业的通用内容,主要讲述了燃烧的基本现象和基本理论。

专业部分包括第610讲,其中第六讲为液体燃料的雾化、蒸发与燃烧、第七讲为主燃烧室概述、第八讲为主燃烧室工作过程与性能、第九讲为加力燃烧室、第十讲为先进主燃烧室技术发展。该部分内容是与航空燃气轮机燃烧技术相关的专业内容,主要讲述了航空燃气轮机主燃烧室与加力燃烧室的结构特点、工作过程、主要性能及发展趋势,该部分旨在使学生深入理解、掌握与当前航空燃气轮机燃烧技术紧密结合的基本原理、基本规律、技术现状及发展方向,为其毕业后从事与航空燃气轮机燃烧相关的研究工作奠定坚实基础。

证书要求

单元检测20%,课后作业及作业互评20%,论坛讨论表现20%;期末考试占40%

 

采用百分制计分,合格证书:60分至84分;优秀证书:85分至100分。


预备知识

先修课程:工程热力学、流体力学、气体动力学、传热学。


授课大纲

第一讲  绪 论

1.1  燃烧的定义与分类

1.2  燃烧学的重要性

1.3  燃烧学的发展历史

1.4  燃烧科学的应用及研究方法

第二讲  燃烧化学热力学与化学动力学基础

2.1  热力学性质关系式和燃烧学有关概念及定义

2.2  热力学第一定律在反应系统中的应用

2.3  热力学第二定律在反应系统中的应用

2.4  化学反应速率

2.5  链式化学反应

第三讲  燃烧的物理学基础

3.1  燃烧中的输运现象

3.2  多组分反应流体一维流动的守恒方程

3.3  预混可燃混气的一维燃烧波

第四讲  着火理论

4.1  着火的基本概念

4.2  谢苗诺夫热自燃理论

4.3  强迫点火

第五讲  气体燃料的燃烧

5.1  层流预混火焰的传播

5.2  湍流预混火焰的传播

5.3  预混火焰的稳定

5.4  可燃气体的扩散燃烧

第六讲  液体燃料的雾化、蒸发与燃烧

6.1  液体燃料

6.2  雾化过程与机理

6.3  雾化特性参数

6.4  燃油喷嘴

6.5  单个油珠的蒸发与燃烧

6.6  油雾燃烧

第七讲  主燃烧室概述

7.1  燃烧室的功用

7.2  燃烧室基本设计特征

7.3  燃烧室结构

7.4  燃烧室类型

第八讲  主燃烧室工作过程与性能

8.1  燃烧过程的组织

8.2  燃烧室主要性能

8.3  污染排放与控制机理

第九讲  加力燃烧室

9.1  加力燃烧室功用

9.2  加力燃烧室工作特点与性能要求

9.3  加力燃烧室部件组成

9.4  涡扇加力燃烧室特点

9.5  加力燃烧室性能

9.6  振荡燃烧

第十讲  先进主燃烧室技术发展

10.1  高温升燃烧室

10.2  低污染燃烧室

参考资料

1.《航空发动机燃烧学》,张群,黄希桥编,国防工业出版社,2015;

2.《An Introduction to Combustion, S. R. Turns, McGraw-Hill, 2000;

3.《Gas Turbine Combustion》,A. H.LefebvreThird EditionCRC Press, 2010;

4.《燃烧学》,严传俊,范玮编,西北工业大学出版社,2005