高等燃烧学液体燃料燃烧.ppt

三、油珠群几种典型分布 Rosin-Rammler: ?P ( psi ) 均匀指数 第四节 燃油喷嘴的雾化特性 三、油珠群几种典型分布 Nukiyama-Tanasawa: 正态分布： 第四节 燃油喷嘴的雾化特性 四、计算SMD的经验公式 离心喷嘴在静止空气中雾化： 离心喷嘴在气流中雾化： 直流喷嘴在静止空气中雾化： 第四节 燃油喷嘴的雾化特性 蒸发或燃烧时的油珠温度 Twb为蒸发平衡温度（或湿球温度） 第五节 油珠的蒸发与燃烧 Stefan流 在油珠表面： 　 为平衡空气向油珠内部的扩散趋势而产生的一个反向的流动称为Stefan流。且有： 在油珠表面上净空气通量为零 第五节 油珠的蒸发与燃烧 Stefan流定义 在液体或固体燃料燃烧过程中，气体与燃料的接触存在相界面（异相反应），燃料加热气化或燃烧过程中的气体为多组分气体，这些气体在燃料界面附近产生浓度梯度，形成各组分相互扩散的物质流，只要在相界面上存在物理或 化学变化（如蒸发或燃烧过程），而且这种变化在不断产生或消耗物质流，这种物理或化学变化过程与气体组分的扩散过程的综合作用下，在相界面法线方向产生一股与扩散物质流有关的总质量流，是一股宏观物质流动。这一现象是Stefan在研究水面蒸发时首先发现的，故称Stefan流。 Stefan流存在的条件： 在相的分界面上有物理或化学过程存在，这个过程要求表面排除或吸入净的质量流 上述净质量流不能通过单纯的分子扩散来完成 第五节 油珠的蒸发与燃烧 强迫对流条件下油珠的蒸发与燃烧 折算薄膜： 　　把一个真实的二维轴对称对流传热、传质问题转化为一个假想的等值球对称分子导热与扩散问题： 1、不考虑蒸发和燃烧，把液滴看成只和气流有对流换热的固球 2、不考虑对流的存在，只研究这个假想的有分子导热和扩散的球层内的蒸发和燃烧，从而找到蒸发和燃烧速度 第五节 油珠的蒸发与燃烧 油雾燃烧的特点 油雾中的每一个油珠所处的环境（温度与浓度等）随时间、空间不断变化 两颗油珠体系：随着滴间距离的减小，燃烧常数先增加后减小；多油珠体系：中央燃烧常数高，四周低。 1、相邻油珠释放燃烧热使周围温度增高，燃烧过程加速。 2、油珠周围的氧浓度降低，引起燃烧过程减缓。 第六节 油雾燃烧 油雾燃烧模型 预蒸发型燃烧 滴群扩散燃烧 复合燃烧 气相燃烧加液滴蒸发 第六节 油雾燃烧 油雾燃烧模型 预蒸发型燃烧 　　雾化液滴很细，周围介质温度高或喷嘴与火焰稳定区间距离长，使液滴进入火焰区前已全部蒸发完，燃烧完全在无蒸发的气相区中进行，这种燃烧情况与气体燃料的燃烧机理相同，液滴蒸发对火焰长度的影响不大。 加力燃烧室 第六节 油雾燃烧 　　周围介质温度低或雾化颗粒较粗（或蒸发性能差），进入燃烧区时油珠基本未蒸发，只有滴群的扩散燃烧，此时反应动力学因素影响不大。 滴群扩散燃烧 内燃机 第六节 油雾燃烧 油雾燃烧模型 复合燃烧 　　介于预蒸发型气体燃烧和滴群扩散燃烧之间。如较常见的喷雾液滴燃烧，因喷出的雾滴大小不均匀，其中较小的液滴在火焰区前方已蒸发完，形成预混型气体火焰，较粗的液滴到达火焰区时尚未蒸发完毕，产生滴群扩散火焰。这时蒸发因素、反应动力学因素、湍流因素都将对燃烧发生作用。 火箭发动机 冲压发动机 第六节 油雾燃烧 油雾燃烧模型 油雾燃烧模型 部分预蒸发型气体燃烧加液滴蒸发 　　部分小油珠已经蒸发完毕，另一部分液滴进入火焰区时其直径已过小而着不了火，只能蒸发，因此没有滴群扩散火焰，只有部分预混的气体火焰。 工业炉 第六节 油雾燃烧 滴群扩散燃烧 Probert滴群扩散燃烧模型： 影响燃烧效率的因素： 均匀油珠群： 1、雾化细度 2、燃烧常数 3、均匀指数 第六节 油雾燃烧 基本概念 　　燃油与水在少量乳化剂及乳化装置的搅拌下形成稳定、均匀的油水乳化液。 乳化油 目的 1、提高燃烧效率、节约燃料　2、降低污染 类型 1、油包水型　HLB＝2~6 2、水包油型　HLB＝12~18 HLB－乳化剂的亲憎平衡值 HLB＞20　亲水、不溶于油 HLB＝0　不亲水、只溶于油 第七节 乳化油及其燃烧 乳化油的燃烧特点 1、二次雾化 2、水的催化作用 　　碳氢燃料在高温缺氧条件下下析碳，水气对析出碳粒有催化作用： 第七节 乳化油及其燃烧 航空燃气（涡）轮（发动）机 第八节 典型液体燃料燃烧装置 航空燃气（涡）轮（发动）机 第八节 典型液体燃料燃烧装置 航空燃气（涡）轮（发动）机 第八节 典型液体燃料燃烧装置 航空燃气轮机燃烧室 第八节 典型液体燃料燃烧装置 航空燃气轮机燃烧室 作用： 主燃烧室：把压气机增压后的空气，经过喷油燃烧提高温度，然后流向涡轮膨胀做功。 加力燃烧室：利用经涡轮膨胀后燃烧室燃烧所剩余的氧气再补充喷油燃烧，提高气流温度，增加做功能力