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燃烧学
science of combustion

研究燃烧现象、实践和理论地科学。燃烧是触及到化学、热力学、传热传质学和流体力学等情况地繁杂进程。只有在燃烧理论地指导下和实践地基础上才有能够设计出燃烧完善程度高、稳定工作范围宽地燃烧室。
燃烧　燃料迅速氧化，放出热量并产生可见火焰地物理化学进程。燃烧时必须同时有燃料和氧化剂。在吸空气地发起机中燃料常常是燃油，氧化剂通常是空气中地氧。燃油与空气以肯定地比例混合进行燃烧时，混合气中燃油与空气地重量比称为燃油-空气比,简称油气比。每一种燃油都有它地化学恰当油气比数值，在这油气比下,混合气燃烧后燃油和氧按化学计量式应同时耗尽,并得出完全燃烧产物。油气比大于化学恰当比地混合气称为富油混合气，反之为贫油混合气。混合气地着火方法有两种：混合气达到肯定温度时将发生自燃；否则要借助点火源来着火。发起机中多数使用后者（见发起机起动）。静止地均匀混合气在肯定地温度和压力下通常可借助点火源而着火，此时若将点火源撤离，火焰仍可在其中持续传播。因而,这个范围地边界称为着火极限(分富油极限和贫油极限)。
火焰传播速度　在静止或层流流动地均匀混合气中，火焰前锋(简称焰锋)沿法向相对于新鲜混合气地推进速度称为层流火焰传播速度。火焰在紊流流动混合气中地传播速度称为紊流火焰传播速度。因为紊流地影响，火焰表面变得十分粗糙，化学反应区扩大，故紊流火焰传播速度比层流火焰传播速度大得多。烃类燃料地火焰传播速度通常层流是数十厘米每秒，紊流约为层流地两倍。火焰传播速度是用来计算和组织燃烧进程地重要数据，通常通过实验来肯定。
燃烧波　在燃烧室中混合气点燃后，火焰前锋即向新鲜混合气推进形成燃烧。在混合气中传播地焰锋表面称为燃烧波。燃烧波地类型有两种:爆燃波和爆震波,视油气比大小和容器封锁状况而定。爆燃波地传播速度是低亚音速地，喷气发起机中地燃烧进程属于这种类型。当燃烧区地压力和温度高达肯定数值后，燃烧波就成为爆震波，爆震波地传播速度为超音速,可高达5000米/秒。它是一种伴有化学反应地冲击波，波后地压力和温度可增高很多，具有很大地破坏性，必须避免在通常发起机中发生爆震波。
火焰稳定　当气流沿焰锋地法向分速度等于火焰传播速度时，火焰稳定，不会被气流带走而熄灭。空气喷气发起机燃烧室中地平均气流速度大大超过火焰传播速度，因而必须采用各种有效方法造成部分低速区来满足火焰稳定条件（见燃烧室、加力燃烧室）。
扩散火焰　在发起机燃烧室中地混合气实际上不是均匀地，在混合气中燃油蒸气和四周空气中地氧气互相扩散抵达反应区，在那里进行混合和燃烧，这时形成地火焰称为扩散火焰。扩散火焰地燃料能够是气态地（如气态燃料射流火焰）、液态地(如液滴和液滴群燃烧)和固态地（如煤粉燃烧）。同时存在气体、液体和固体燃料或任意两种相态时，称为两相或多相燃烧。扩散火焰又可分为层流扩散火焰和紊流扩散火焰。
液体推进剂地燃烧　液体火箭发起机使用地液体推进剂通常是二元或单元地。它们又可分为自燃和非自燃地。二元推进剂地燃料和氧化剂通过燃烧室头部地喷注器以高速射流注入燃烧室，形成液滴群，它们互相撞击，雾化,蒸发,同时伴随传热传质进程。在正常状况下，点火后燃烧室内发发怒（不愉快）相和液相化学反应，并保持恒压燃烧。单元推进剂是能进行可控放热分解或燃烧地液体，因而只需把它喷射到燃烧室中去即可。因为推进剂燃烧进程十分繁杂，对它们地分析和组织仍有赖于经历。喷注器地型式、数量和配置以及燃烧室形状是影响稳定恒压燃烧地重要要素。
固体推进剂地燃烧　见火箭发起机燃烧不稳定性。
燃烧学还研究点火、燃油地雾化和蒸发、油珠和油雾地燃烧、不稳定燃烧和超音速燃烧等情况。燃烧惹起地污染（见排气污染）也属燃烧学范围。随着计算机技术地迅速发展，一门新地计算燃烧学学科正在兴起，用数学模型研究燃烧进程，能够减少大量地实验工作，使许多情况研究得愈加深入。
参考书目　威廉斯著,李荫庭、贾文奎译：《燃烧理论》,科学出版社,北京，1976。(F.A.Williams,Combustion Theory,Addison Wesley Publ.Co.,Massachusetts,1965.)
（王宏基　曾求凡）