研究生课程教学大纲―燃烧学与推进技术.doc

浙江大学研究生课程教学大纲 一、基本情况 课程编号 中文课程名称 2421010001 开课（院）系 航空航天学院 开课学期 春 授课语言 中文 工作证号 5017 87952990 燃烧学与推进技术 英文课程名称 Combustion and Propulsion Technology 任课教师 1 孟华 职称 教授 E-mail： menghua@zju.edu.cn 联系电话 任课教师 2 职称 工作证号 E-mail： 联系电话（手机） 自学 课内总学时数 及其分配（1 学 分 16 学时） 讲课 32 32 讨论 实验 其他 学分数 2 考核方式 平时成绩（课堂、作业）+ 期末开卷考试 本课程是“航空宇航推进理论与工程”硕士专业的必修课，着重介绍火箭和航空发动 机的基本工作原理和主要参数定义、燃烧理论的基础知识。课程的目的在于使学生能 够深入了解燃烧和层流火焰的主要特性，掌握基本的燃烧过程分析方法，从而可以在 科研工作中熟练地运用相关基础理论和方法来解决实际问题。 课程的具体内容包括： • 介绍火箭和航空发动机的基本结构、工作原理并定义主要参数； • 学习化学热力学的基础知识，包括标准形成焓、完全燃烧、化学反应平衡等； • 学习传质学的基础知识，包括费克扩散定律、化学组分守恒方程等； 二、课程内容 • 介绍燃烧过程中所涉及的各种守恒方程，包括标量守恒方程等； 中文简介（不 • 学习几种燃烧过程的简化分析方法，包括定质量等容燃烧、完全混合燃烧等； 少于 300 字） • 介绍化学反应动力学和反应机理的基础知识，包括基元反应、氮氧化物的主 要生成机理等； • 学习层流预混火焰的基础知识，包括火焰厚度、传播速度等； • 学习层流非预混火焰的基础知识，包括火焰结构、火焰面概念等； • 介绍固体燃料的基本燃烧过程，包括碳粒和金属颗粒的燃烧现象； • 介绍燃烧过程的污染物排放问题。 三、课程内容 外文简介 This is a degree course for graduate students majoring in Aerospace Propulsion Theory and Engineering. It introduces the working principles of rocket and aircraft engines, the definitions of main engine parameters, and the fundamental combustion theories. It intends to help the students obtain a deep understanding of key characteristics of combustion and laminar flames, learn the basic analytic methods, so that the students can apply these fundamental theories and methods to solve practical problems in their research works. The subjects covered in this course include • Introducing the basic structures and working principles of rocket and aircraft engines, and defining the main parameters; • Studying chemical thermodynamics, including the enthalpy of formation, stoichiometric combustion, and chemical equilibrium etc; • Studying the fundamentals of mass transfer, including the Fick’s law and species conservation equation etc; • Introducing the various conservation equations in a combustion process, including the equations for conserved scalars etc; • Studying the simplified analyses of various combustion processes, including the fixed-mass constant-volume and well-stirred reactions etc; • Introducing the fundamentals of chemical kinetics and reaction mechanisms, including the elementary reactions and key mechanisms of NOx formation etc; • Studying the laminar premixed flame, including the flame thickness and speed etc; • Studying the laminar non-premixed flame, including the flame structure and flamelet concept etc; • Introducing combustion of solid fuels, including carbon and metal particles etc; • Discussing several issues of pollutant emissions in combustion processes. 四、预备知识 无 （一些基本的流体力学和热力学知识将在课程中简单介绍）。 或先修课程 要求 本课程的目的在于使学生能够深入了解火箭和航空发动机的基本工作原理和主要参数， 掌握燃烧和层流火焰的基础知识以及燃烧过程的基本分析方法，从而可以在科研工作 五、教学目的 与要求（不少 于 200 字） 中熟练地运用相关基础理论和方法来解决实际问题。 本课程要求学生熟练掌握化学热力学和传质学的基础知识、化学反应动力学和反应机 理的基础知识、燃烧过程中所涉及的守恒方程、燃烧过程的简化分析方法、层流预混 火焰和非预混火焰的基础知识等，深入了解固体燃料的基本燃烧过程和燃烧过程的污 染物排放问题。 1．燃烧学导论：概念与应用，Stephan R. Turns 著，姚强、李水清、王宇 译，清华大 六、教材或讲 义 学出版社，2009 1. 2. 七、参考书目 3. S. R. Turns, An Introduction to Combustion, McGraw-Hill, Inc., 2000 G. P. Sutton, and O. Biblarz, Rocket Propulsion Elements, 7th edition, John Wiley & Sons, Inc., 2001 J.D. Mattingly, Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, AIAA, Inc., 2006 八、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题） 周次 教学内容（包括课堂讲授、实验、讨论、考试等） 介绍火箭和航空发动机的基本结构、工作原理及其发展 1 趋势，定义发动机的主要参数 学习化学热力学的基础知识，包括基本原理和参数； 2 学习完全燃烧的基本概念及相关参数 3 学习化学反应平衡的基本概念及其应用 学习化学反应动力学的基础知识，介绍一些重要化学反 4 应机理 学习传质学的基础知识及其应用（液滴蒸发）、推导化学 5 组分守恒方程 推导燃烧过程中所涉及的守恒方程（包括标量守恒方 6 程）、开展燃烧过程的简化分析 7 学习层流预混火焰的基础知识及其简化分析 学习层流非预混火焰的基础知识，介绍固体燃料的燃烧 8 现象 九、备注 备注