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扩散燃烧基本概念 概念 特征 燃烧过程的进展包括两方面：燃烧氧化的化学动力过程 和燃料与氧化剂混合的过程。 根据燃烧过程进展条件的不同： 分类 5.1扩散燃烧火焰的类型 按照燃料与空气分别供入的方式，扩散火焰可以有： a）自由射流火焰 (free jet flame) b）同轴流扩散火焰（受限射流扩散火焰） (concentric jet flame) c）逆向喷流扩散火焰 (counter-flow diffusion flame) 5.2 气体扩散燃烧火焰 一、基本概念 扩散火焰分布在宽度很小的区域中，在这一区域中，燃 料气和氧化剂互相扩散，它们最初是分开的。 已燃气体从一个燃烧区散布到另—个燃烧区，因而燃料 气和氧化剂需要穿过形成的已燃气层，以便在点燃后相互接 触。 着火前燃料气和空气分子的扩散过程 着火后燃料气与空气向燃烧产物中的分子扩散 实验现象 富氧扩散火焰：火焰表面逐渐收缩到圆管的轴线上，成为圆锥形火焰。 贫氧扩散火焰：空气中的氧气不足，这时火焰扩展到外管的壁上形成喇叭形的。 二、扩散火焰高度 1.实验观察 2. 数学模型 层流扩散火焰 推导依据：燃料通过圆管的质量流率M1与层流扩散混合的 燃料质量M2成比例 。 湍流扩散火焰 用湍流涡团扩散系数ε代替（5-2）式内的层流扩散系数D，即 ： 5.3 液体燃料的喷射燃烧火焰 一、燃料雾化的喷射特性 雾化定义 靠外界作用将连续的液流破碎成雾状的油液滴群的过程。 液体燃料的喷射雾化方法 用机械方法或用压缩空气对燃料加压喷散到燃烧室内； 对燃料施加高压并用旋转加速方法从喷嘴喷出使其粉碎和分散； 采用高压将燃料喷射在固体壁或挡板上产生飞溅破碎等等。 燃油的破碎机理 通过喷孔或环形缝隙，把燃油伸展成油柱(stream)或锥形空心油片(sheets)； 在油柱或油片的表面出现波纹和扰动； 在上述表面波和扰动的作用下，在油柱或油片的表面形成油线或空洞； 油线的分裂(collapse)或空洞的扩大产生较大的油滴； 由于大油滴在各种外力(运动液体的惯性力，气体动力，表面张力，粘性力等)的作用下发生振动，分散成小油滴； 小油滴之间的碰撞可能产生更小油滴或聚合成较大油滴，这些油滴的综合体称为油束(spray)。 喷雾特性 空间轮廓(长度、宽度、喷射的锥角，输送的空气或氧气的速度场等)； 喷射横截面上的液体分布； 雾化液体的液滴大小； 雾化液体液滴大小的均匀性。 1. 喷雾油束的空间形状 喷雾油束的贯穿距离(spray penetration) —— 在给定时间 内，油束顶端实际到达的位置与喷油嘴喷孔间的距离称为喷雾油束的贯穿距离。 2．喷雾油束的燃油分布特性 燃油分布特性：通过给出燃料浓度沿油束横截面径向分布 和沿油束轴线分布的规律来反应。 燃料浓度分布 ： 3.喷雾油束中的液滴尺寸大小 液滴的平均直径：衡量雾化程度的指标。 经验公式（柴油机） ： 4.喷雾油束中液滴尺寸分布特性 液滴尺寸分布特性：喷雾液滴尺寸大小及各种尺寸的液滴 数量或重量。一般用油束中液滴尺寸分布的函数关系表示。 液滴尺寸分布曲线——液滴数量的微分分布。 常用的喷雾油束液滴尺寸分布函数有：(1)罗森(Rosin)— 瑞姆勒(Rammler)分布函数；(2)拔山—棚泽分布函数 。 二、单液滴燃烧(蒸发和燃烧） 破碎后的油滴置于高温含氧介质中所发生的变化： 1）油滴的蒸发燃烧 —— 油滴在不很高的温度下，蒸发成气态后，与氧气分子接触达到着火温度着火燃烧。（蒸发速度、燃烧速度） 2）油滴的热解和裂化 —— 和氧接触前便达高温、热解、产生固体碳和氢气（燃油炉子所见到的黑烟）；未蒸发前剧烈受热，发生裂化，产生焦粒或沥青（重油烧嘴的“结焦”现象）。 高温气流中液滴的蒸发 蒸发模型假设 (1) 液滴是球形的，由一高温球面所包围，相当于 包围燃烧油滴的狭窄燃烧区，见图所示； (2) 蒸发是稳定过程； (3) 蒸发率决定于液滴的加热速率； (4) 蒸发率的大小能满足液滴表面处蒸气和液体处 于平衡的条件； (5) 通过传热和扩散，液滴达到稍低于液体沸点的温度； (6) 蒸