【2017年整理】燃烧学课件_六层流预混火焰传播.ppt

第六章 层流预混火焰传播与稳定;提 纲:;§6.1 基本概念 ;二、火焰传播速度（即移动速度,只有预混气才有此概念）;三、火焰结构;一维层流火焰结构;层流火焰速度=;对于稳态一维燃烧波，质量守恒方程变成：;碳氢燃料与空气混合物在大气条件下的层流火焰速度典型值在15-40cm/s范围内。;层流火焰特点;提 纲:;层流火焰传播的机理有三种理论：;一、层流火焰传播的热理论内容;设火焰前锋在一绝热管内以速度un传播（一维） 假定火焰前锋为平面形状，且与管轴线垂直 如果新鲜混气以层流流速v0流入管内，则当v0＝uL时（方向相反），可以得到驻定的火焰前锋。 将火焰前锋分为两个区域——预热区和反应区。在预热区内忽略化学反应的影响，在化学反应区忽略混气本身热焓的增加（即认为着火温度与绝热火焰温度近似相等）——分区思想。 火焰传播取决于反应区放热及其向新鲜混气的热传导。;二、层流火焰传播速度UL的确定（运用热理论）;(2-29) ; ;反应区：;可以看成是反应区中平均反应速率;）和;和; 假设燃气中没有氧气或者燃料，可得出氧气和燃料的平均质量分数分别为：;式中;将上述的;提 纲:; 决定层流火焰传播速度的主要因素是混气的化学反应速率和热扩散系数。所以凡是影响化学反应速率和热扩散系数的物理化学参数均会影响层流火焰传播速度。 ; ;(2)混气性质的影响：; 几种燃料均匀混气的层流火焰传播速度; Metghalchi和Keck通过实验决定了各种燃料-空气混合物在内燃机和燃气轮机中典型的温度和压力下的层流火焰传播速度,给出如下经验公式:; 式中的系数;氢-空气的层流火焰速度;甲烷-空气的层流火焰速度 插图表示化学恰当比的火焰速度与压力的关系;烃-空气的层流火焰速度;丙烷-空气混合物的层流火焰速度 插图表示化学恰当比的火焰速度与压力的关系;2.惰性物质或添加剂的影响：;;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;3.物理参数的影响 ;(2)初始温度的影响：;(3)火焰温度的影响：;淬熄距离与混气浓度的关系;提 纲:;§6-4 火焰厚度 ;与化学恰当比呈弱函数关系，火焰厚度与火焰;与预热区厚度; (1) 火??厚度主要取决于它的 与 值 (2) 火焰厚度很薄（仅十分之几或百分之几毫米） – 在火焰厚度内完成了： ? 传热\ 扩散\ 化学反应过程 – 火焰厚度内，温度\浓度相差很大，有较大的温度梯度 与浓度梯度，可以保证： ? 热量很快从化学反应区传出 ? 快速扩散迅速供给反应区反应物 ? 保证火焰以一定的速度传播;例6.3 在一个大气压力下，贫燃丙烷-空气混合物中自由伸展的绝热火焰传播速度为30cm/s，火焰厚度为2mm。如果压力下降为0.25个大气压，求该混合物中自由伸展的绝热火焰传播速度和火焰厚度？ ;提 纲:;;二、火焰稳定条件;为火焰锋面;切向稳定条件：;气流流速增大;三、回流区流谱和稳定火焰机理;（1）扰流器的作用;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;2、回流区流谱;3、回流区火焰稳定原理;4、火焰稳定理论;四、常见稳定火焰的方法; 习题 现有当量比Φ=0.8的汽油-空气混合物，试比较其在下列三种情况下的层流火焰速度： （1）在参考条件下，即T=298K，p=1atm; （2）在火花点火发动机打开油门时的典型工作条件下，即T=685K,p=18.38atm; （3）温度和压力同（2），废气循环效率为15%（??量分数）。 给定条件：