燃烧系统动力学

Oppenheim

Dynamics of Combustion

Systems

2009

Hardback

ISBN 9783540773634

A.K.Oppenheim 等著

本书重点是燃烧系统,即提供原动力的受限空间内可压缩流场的燃烧放热过程。在燃烧过程中,化学反应和场热量沉积造成的放热同时进行,称为“热释放”。这类系统尤其是指内燃机的气缸、燃气涡轮机的燃烧室、火箭以及爆炸产生的冲击波、以斜震面为边界的非稳态流场。

燃烧过程速度极快,化学组分的反应时间在微秒级,而对整个系统的放热反应在毫秒级。出于这个原因,迄今为止,它的执行一直被视为超出了互动控制的范围,因为现时代对微电子来说的一毫秒还是一个相对较长的时间。本书的技术目标是为达到这一目的铺平道路,提出燃烧系统的动态特征。实体特性可以借助现代控制技术工具处理。

全书分三个部分12章介绍了燃烧系统动力学。第一部分放热性,包括第1-4章。1. 热力学专题,提出了燃烧系统发展,该燃烧系统模型由动力学和热力学组成:动力学处理物理空间中的燃烧性能,热力学处理相空间中的燃烧过程;2. 发展专题,阐明变化基本特征;3. 传热专题,介绍了燃烧系统与环境换热产生的能量损失的实验研究和理论分析;4. 化学动力学专题,提供解决燃烧过程化学反应动力学的分析技术。第二部分,场—储能流场的动力特性,包括第5-8章。5. 空气动力学专题,给出了在极限Peclet和Damk塰ler数下流场流体动力学分析的基本背景,相当于分子扩散率和热导率不充分时放热中心对燃烧的影响;6. 随机涡方法,介绍了由Chorin提出的分析方法,从随机旋涡运动深入了解湍流流场机理;7. 气动专题,介绍了可压缩流场的经典分析方法:在双曲型方程中表示气动性能;8. 前波面和界面,介绍了由于冲击和爆震波正面作用,界面和简单波为不同状态的边界理论。第三部分爆炸,由于能量快速释放堆积的场和面的动态特征,包括第9-12章。9. 冲击波,提出远场分析的基本背景,放出的热量堆积在内核,而这些内核的尺寸是微小的 ;10. 自相似冲击波,由点爆炸产生的显著线性、圆柱和球对称场特征;11. 拓扑空间法,引进分析技术处理传播到大气层中的冲击波;12. 爆炸,显示前波面动力特性与放热过程。

本书由燃烧领域的专家撰写,全面调研并细致阐述了燃烧系统的放热过程。运用大量数据和图片帮助读者理解内容。主要适用于物理学家和工程师、研究生、学术界和工业界的研究人员,方便查找燃烧设备的各种参数值。

贾红书 ,博士生

(中国科学院理化技术研究所)

Jia hongshu,Doctoral Candidate

(Technical Institute of Physics and Chemistry,CAS)