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燃烧仿真.燃烧数值模拟方法：直接数值模拟（DNS）：燃

烧基础理论

1燃烧基础理论

1.1燃烧化学反应机理

燃烧是一种化学反应过程，其中燃料与氧气反应生成热能和一系列化学产

物。燃烧反应机理描述了燃料分子如何分解、与氧气反应以及生成最终产物的

详细步骤。这些机理通常包括多个反应步骤，涉及燃料、氧气、中间产物和最

终产物之间的复杂相互作用。

1.1.1例子：甲烷燃烧反应机理

甲烷（CH4）的燃烧反应机理可以简化为以下几步：

1.链引发：氧气与甲烷反应生成羟基（OH）和甲基（CH3）。

+2→+2

4222

这一步可以进一步分解为：

+→+

423

2.链传播：羟基（OH）和甲基（CH3）继续与氧气反应，生成更多

的羟基和甲基，以及水（H2O）和二氧化碳（CO2）。

+→

322

→++

222

+→+

2

→

++

43

3.链终止：羟基（OH）和甲基（CH3）相互反应或与其它分子反应，

终止反应链。

→

++

32

→

++

22

1.2燃烧热力学基础

热力学是研究能量转换和系统状态变化的科学。在燃烧过程中，热力学原

理用于分析反应的热效应，包括反应热、熵变和吉布斯自由能变。这些参数帮

助我们理解燃烧反应的自发性和效率。

1.2.1例子：计算反应热

假设我们有以下燃烧反应：

7

→

26+222+32

2

1

00

我们可以使用标准摩尔生成焓（）来计算反应热（）：

0=∑0产物−∑0反应物

00

−

假设标准