燃料與燃燒(第三篇)B

《燃料與燃燒》

第三篇燃燒基本原理

第十章燃燒傳播過(guò)程

本章主要討論可燃預(yù)混氣火焰?zhèn)鞑サ漠a(chǎn)生、發(fā)展和火焰?zhèn)鞑サ臋C(jī)理，建立正?；鹧?zhèn)鞑ニ俣鹊臄?shù)學(xué)表達(dá)公式，分析正?；鹧?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸蛩氐取?/p>

可燃預(yù)混氣在局部點(diǎn)燃形成一微小點(diǎn)火源,產(chǎn)生的熱量將加熱鄰近較冷的混合氣層,使其溫度升高并著火燃燒。這樣一層一層著火把燃燒反應(yīng)逐漸擴(kuò)展到整個(gè)混合氣區(qū)域的現(xiàn)象叫火焰?zhèn)鞑ァ?/p>

可燃預(yù)混氣：在著火前將燃?xì)馀c空氣按照一定比例預(yù)先混合好的能夠燃燒的混合氣。

正常燃燒過(guò)程：著火階段——火焰的傳播——穩(wěn)定燃燒第十章燃燒傳播過(guò)程

第十章燃燒傳播過(guò)程

火焰?zhèn)鞑サ娜N類型:1、正?；鹧?zhèn)鞑?、爆燃3、爆炸

第十章燃燒傳播過(guò)程

正?；鹧?zhèn)鞑?在管子開口端附近的燃燒火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程形式稱為正?；鹧?zhèn)鞑ィɑ鹧娴膫鞑ニ俣韧ǔ］^?。?/p>

爆燃：其火焰的傳播速度超過(guò)了聲速，一般可達(dá)1000～4000m/s，爆燃主要是由于氣體燃料受沖擊波的絕熱壓縮而引起的。

爆炸：爆炸是發(fā)生在密閉空間的爆燃,由于氣體燃料受到絕熱壓縮瞬間產(chǎn)生劇烈反應(yīng),高溫產(chǎn)物在密閉空間受限膨脹產(chǎn)生巨大沖擊力的燃燒過(guò)程。第十章燃燒傳播過(guò)程第十章燃燒傳播過(guò)程

§1火焰前沿面及正?；鹧?zhèn)鞑C(jī)理

一、火焰前沿面在均相的可燃?xì)怏w混合物中，點(diǎn)燃一部分可燃?xì)怏w混合物，則在著火處就形成了一個(gè)極薄的(0.1一0.5毫米厚)溫度非常高的燃燒反應(yīng)帶，該燃燒反應(yīng)帶就稱為火焰面或者火焰前沿面。由于焰面溫度非常高，熱量便從焰面以熱傳導(dǎo)的方式向未燃?xì)怏w傳播，使鄰近的末燃?xì)怏w層溫度升高,達(dá)到著火溫度后又形成了新的焰面。如此下去，焰面就不斷向未燃?xì)怏w方向轉(zhuǎn)移而形成火焰面的移動(dòng)。

第十章燃燒傳播過(guò)程

二、燃燒（火焰）傳播機(jī)理

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋涸趯恿鳉饬髦醒婷嫜仄浞ň€方向移動(dòng)的速度稱為層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

第十章燃燒傳播過(guò)程

火焰的傳播、焰面的移動(dòng)與穩(wěn)定的規(guī)律：1、火焰?zhèn)鞑サ姆较蚩偸悄鏆饬鞣较颍?、火焰面的前方是未燃?xì)怏w，后方為燃燒產(chǎn)物，火焰面是分界面；

3、當(dāng)|u|〉|w|時(shí)火焰面將向氣流上游方向移動(dòng)；

當(dāng)|u|〈|w|時(shí)火焰面將向氣流下游方向移動(dòng)；

4、當(dāng)|u|=|w|時(shí)，火焰面將靜止不動(dòng)（穩(wěn)定燃燒）。

穩(wěn)定燃燒的必要條件：混合氣的流速必須與火焰?zhèn)鞑ニ俣却笮∠嗟取５谑氯紵齻鞑ミ^(guò)程

火焰?zhèn)鞑ダ碚摰幕疽c(diǎn)：

1、火焰面上的化學(xué)反應(yīng)使其邊界上產(chǎn)生了很大的溫度梯度和濃度梯度；并產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱量和質(zhì)量的交換；

2、熱量和質(zhì)量的交換加速了鄰近混合氣的化學(xué)反應(yīng)，形成新的燃燒反應(yīng)區(qū)（火焰面）不斷向前推進(jìn)。3、火焰中的化學(xué)反應(yīng)主要是由于系統(tǒng)中熱量的導(dǎo)入使分子活化引起的，因此反應(yīng)區(qū)的移動(dòng)主要取決于反應(yīng)區(qū)向未燃?xì)鈪^(qū)域傳熱的導(dǎo)熱率（熱力理論）；

4、火焰中活化中心的存在和向外的擴(kuò)散使連鎖反應(yīng)不斷發(fā)展，從而引起火焰的傳播（活化中心擴(kuò)散理論）。

火焰的傳播是一種復(fù)雜的物理和化學(xué)現(xiàn)象，火焰?zhèn)鞑サ目炻饕Q于預(yù)混可燃?xì)獾奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)、溫度和濃度。

研究火焰?zhèn)鞑ダ碚摰哪康?，就是要了解層流火焰?zhèn)鞑ゼ捌鋫鞑ニ俣鹊囊?guī)律。以便于正確設(shè)計(jì)燃燒設(shè)備，合理控制燃燒過(guò)程，保證燃料的穩(wěn)定和完全燃燒。

第十章燃燒傳播過(guò)程第十章燃燒傳播過(guò)程

§2層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

一、建立基本方程（導(dǎo)熱方程）

假設(shè)（1）平面一維流動(dòng)，過(guò)程穩(wěn)定，常物性；

（2）燃燒反應(yīng)只在高溫反應(yīng)區(qū)進(jìn)行；（3）管壁對(duì)流傳熱和輻射傳熱可以忽略（假定絕熱）

（4）反應(yīng)物和生成物的比熱CP基本相同。第十章燃燒傳播過(guò)程

§2層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

一、建立基本方程（導(dǎo)熱方程）

δ—火焰面厚度

δp—預(yù)熱區(qū)

δc—反應(yīng)區(qū)第十章燃燒傳播過(guò)程

§2層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

一、建立基本方程（熱平衡方程）

dx微元的熱平衡方程：兩側(cè)面導(dǎo)入熱量+反應(yīng)熱=微元體熱焓增量

第十章燃燒傳播過(guò)程

§2層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

一、建立基本方程（熱平衡方程）

dx微元的熱平衡方程：兩側(cè)面導(dǎo)入熱量+反應(yīng)熱=微元體熱焓增量導(dǎo)熱項(xiàng)焓增項(xiàng)反應(yīng)項(xiàng)第十章燃燒傳播過(guò)程

二、兩區(qū)物理模型

預(yù)熱區(qū)：忽略化學(xué)反應(yīng)，W=0反應(yīng)區(qū)：溫度接近燃燒溫度，

dT/dx=0第十章燃燒傳播過(guò)程

三、方程求解1.在預(yù)熱區(qū)（忽略反應(yīng)熱wqdx=0）

邊界條件x=x0：T=T0x=x1：T=TB′

設(shè)Y=λdT/dxx=x0：Y0=0則方程可寫為：

第十章燃燒傳播過(guò)程

2.在反應(yīng)區(qū)

（dT/dx=0溫度梯度為0）邊界條件:x=x1：T=TB′,x=x2：T=TKdT/dx

=0Y2=0因?yàn)閅=λdT/dx得:dx=（λ/Y）dT則微分方程改寫為：dY/dx+Wq=0dY=-Wqdx-YdY=λWqdT積分：

第十章燃燒傳播過(guò)程

3、計(jì)算層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

根據(jù)以上計(jì)算，在預(yù)熱區(qū)與反應(yīng)區(qū)交界面的溫度梯度為：

預(yù)熱區(qū)：

反應(yīng)區(qū)：

故

或者

第十章燃燒傳播過(guò)程

擴(kuò)展到在全部反應(yīng)區(qū)域均應(yīng)該滿足：

而在預(yù)熱區(qū):

（反應(yīng)產(chǎn)生的熱量很少）因此:

由于著火溫度與燃燒溫度比較接近：

因此:

得層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋〝?shù)學(xué)解析式）如下：

第十章燃燒傳播過(guò)程

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊亩ㄐ员磉_(dá)式：

可以改寫為：

（10-10）上式具有重要的理論價(jià)值，它揭示了層流火焰的傳播機(jī)理，具體反映了火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c各種影響因素的關(guān)系。實(shí)際上可燃混合氣的正?；鹧?zhèn)鞑ニ俣鹊木唧w數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。

第十章燃燒傳播過(guò)程

4、對(duì)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆治?/p>

(1)火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c其平均導(dǎo)熱系數(shù)的平方根成正比例，而與其定壓比熱Cp的平方根成反比例，因此層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c氣體混合物的物理常數(shù)有關(guān)；(2)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣入S著差值（TK-T0）的減小而增加，因此如果將氣體預(yù)先加熱然后再送入燃燒室，則其火焰?zhèn)鞑ニ俣饶艿靡蕴岣?。第十章燃燒傳播過(guò)程

4、對(duì)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆治?/p>

(3)可燃?xì)怏w混合物的熱效應(yīng)及化學(xué)反應(yīng)速度也顯著地影響燃燒速度，當(dāng)可燃?xì)怏w混合物的熱效應(yīng)及化學(xué)反應(yīng)速度低的情況下，則層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葦?shù)值也?。?4)可燃?xì)怏w混合物的過(guò)?？諝庀禂?shù)也將影響其燃燒速度,當(dāng)可燃混合物中的空氣含量不足（n<1）或過(guò)多時(shí)（n>1）都會(huì)使燃燒溫度Tr降低，因而也降低層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取５谑氯紵齻鞑ミ^(guò)程

四、對(duì)uL的影響因素

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?/p>

理論分析證明，層流火焰?zhèn)鞑ニ俣仁强扇細(xì)怏w的一個(gè)物理化學(xué)特性參數(shù)，它主要受到可燃混合氣本身的特性、壓力、溫度、添加劑、惰性氣體含量、組成結(jié)構(gòu)等各種因素的影響。

第十章燃燒傳播過(guò)程

四、對(duì)uL的影響因素

1.可燃混合氣性質(zhì)的影響

組分不同，0、CP、、q、W都不同。

分析：a.化學(xué)反應(yīng)速度W大的燃料，

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣萿L也大，凡是能夠使W增大的因素，也能使uL增大；

b.凡是活化能E小的燃料，W就大，這時(shí)uL也大；

c.提高溫度可以使反應(yīng)加速，也能使uL增加。第十章燃燒傳播過(guò)程

四、對(duì)uL的影響因素

2.可燃?xì)怏w濃度（n值）的影響

a.可燃混合氣的uL將隨著過(guò)?？諝庀禂?shù)n而改變。

b.各種可燃混合氣的最大的uL值處于可燃物濃度比化學(xué)當(dāng)量的比例稍大的混合物中（即n＜1）。

c.碳?xì)浠衔锏淖畲髐L值發(fā)生在n＝0.96處，且該值不隨壓力與溫度改變。

第十章燃燒傳播過(guò)程

四、對(duì)uL的影響因素

2.可燃?xì)怏w濃度（n值

）的影響

d.在燃料稍富的情況下，火焰中的自由基H、OH等濃度大，鏈鎖反應(yīng)不容易中斷,uL也就相對(duì)較大。燃料濃度小，W↓，uL↓燃料濃度過(guò)大，氧氣濃度↓，因而W↓uL↓第十章燃燒傳播過(guò)程

四、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣萿L的影響因素

3.氧化劑中O2含量的影響氧氣濃度↑，W↑，因而uL↑

提高氧化劑中氧的含量，相當(dāng)于減少了可燃混合氣中的惰性氣體，能夠明顯增加火焰?zhèn)鞑サ倪M(jìn)程，因此采用富氧或純氧燃燒，可以顯著提高燃燒強(qiáng)度。第十章燃燒傳播過(guò)程四、對(duì)uL的影響因素

4.可燃混合氣的初始溫度的影響TO

↑，同時(shí)W、

↑，0↓因此，uL↑?；鹧?zhèn)鞑ニ俣扰c初始溫度的關(guān)系為：

n=1.7-2.0

提高可燃物初始溫度可以大大促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度，從而增大W值?；旌蠚獬鯗貙?duì)uL的影響主要是通過(guò)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響而間接反映出來(lái)的。把燃?xì)夂涂諝忸A(yù)熱至高溫可以明顯提高燃燒速度和燃燒強(qiáng)度。第十章燃燒傳播過(guò)程

§3

火焰?zhèn)鞑舛冉缦?/p>

1.火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜母拍?/p>

所謂火焰?zhèn)鞑舛冉缦迣?shí)際上是火焰在怎樣的濃度條件下才能進(jìn)行燃燒傳播的問題,可燃混合氣必須在一定的濃度范圍內(nèi)才能著火并維持火焰的傳播。

火焰?zhèn)鞑舛认孪蓿夯鹧婺軌蚓S持正常傳播的可燃混合物中燃料的最小濃度值。

火焰?zhèn)鞑舛壬舷蓿夯鹧婺軌蚓S持正常傳播的可燃混合物中燃料的最大濃度值。第十章燃燒傳播過(guò)程

§3

火焰?zhèn)鞑舛冉缦?/p>

1.火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜母拍?/p>

對(duì)于各種不同的可燃?xì)怏w混合物，其濃度接近于上限或下限時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以抵消燃燒區(qū)傳向外界的熱量損失，使燃燒區(qū)的溫度降低到不足以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，這時(shí)火焰就將無(wú)法維持而熄滅，當(dāng)強(qiáng)制點(diǎn)火時(shí)也會(huì)無(wú)法著火。第十章燃燒傳播過(guò)程

2、影響火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜囊蛩?/p>

（1）燃料性質(zhì)的影響

不同性質(zhì)的可燃?xì)獾幕鹧鎮(zhèn)鞑舛冉缦薏煌?/p>

2、影響火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜囊蛩?/p>

（2）可燃混合氣壓力的影響

提高反應(yīng)系統(tǒng)的壓力可以擴(kuò)大火焰?zhèn)鞑サ慕缦?，上限的擴(kuò)大尤其顯著。第十章燃燒傳播過(guò)程第十章燃燒傳播過(guò)程

2、影響火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜囊蛩?/p>

（3）可燃混合氣初溫的影響

提高可燃混合氣的初始溫度有利于化學(xué)反應(yīng)的加速進(jìn)行，燃燒溫度會(huì)提高，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?，這有利于于火焰?zhèn)鞑ソ缦薜臄U(kuò)大。第十章燃燒傳播過(guò)程

2、影響火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜囊蛩?/p>

（4）管徑的大小對(duì)傳播界限的影響

火焰在管子中傳播時(shí)，管徑的大小對(duì)火焰?zhèn)鞑舛冉缦抻泻艽蟮挠绊?，管徑小時(shí)，火焰的傳播速度會(huì)小，當(dāng)管徑小到一定程度時(shí)，由于管壁傳熱相對(duì)過(guò)大，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘②呌诹?，火焰將無(wú)法傳播。此時(shí)的管徑叫淬熄直徑。第十章燃燒傳播過(guò)程

2、影響火焰?zhèn)鞑舛冉缦薜囊蛩兀?）管徑的大小對(duì)傳播界限的影響意義：a.利用淬熄直徑的原理阻止火焰的通過(guò)，是防止回火的重要措施；b.增大燃燒器噴孔孔徑可以擴(kuò)大火焰?zhèn)鞑サ臐舛确秶?。在n=1時(shí)H2+aird=0.9mmCH4+aird=3.5mm焦?fàn)t煤氣+空氣d=2.0mm

§4

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)測(cè)定

火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊亩ㄐ怨街荒苓M(jìn)行定性分析,不能算出uL的準(zhǔn)確數(shù)值,準(zhǔn)確的uL只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。測(cè)定方法：1、靜力法(管子法)：火焰在管子中靜止的可燃?xì)庵袀鞑ィ瑴y(cè)定

火焰面的移動(dòng)速度。

2、動(dòng)力法(本生燈法)：火焰在管口穩(wěn)定燃燒，通過(guò)一定測(cè)試手

段和計(jì)算得到uL。

第十章燃燒傳播過(guò)程

§4

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)測(cè)定

一、靜力法（管子法）

測(cè)試原理：

1、管中充滿被測(cè)定的可燃混氣，球形容器中充滿惰性氣體，為保持管中壓力穩(wěn)定，使管子體積較小而球體相對(duì)較大，體積比1/100。

2、點(diǎn)火器點(diǎn)火，打開氣閥，火焰面將向右方移動(dòng)，產(chǎn)物會(huì)向球內(nèi)移動(dòng)。彎曲的火焰面面積為F，管子截面積為f，焰面移動(dòng)速度為vn,層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葹閡L。

第十章燃燒傳播過(guò)程第十章燃燒傳播過(guò)程

§4

層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)測(cè)定

一、靜力法（管子法）

根據(jù)質(zhì)量平衡關(guān)系可以寫出：

故法向火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?

因?yàn)镕≥ff/F≤1故

結(jié)論：1、uL是可燃混合氣的物理化學(xué)常數(shù)而Vn是反映火焰面運(yùn)動(dòng)快慢的運(yùn)動(dòng)量，數(shù)值上2、在實(shí)驗(yàn)中很難測(cè)出實(shí)際火焰面積F，應(yīng)盡可能使火焰面成為平面，這樣F=f,

uL=vn就可以用火焰移動(dòng)速度近似代替層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。第十章燃燒傳播過(guò)程

可燃?xì)怏w和空氣混合物在20mm管徑、常溫及760厘米水銀柱壓力下的火焰正常傳播速度值

第十章燃燒傳播過(guò)程

二、動(dòng)力法（本生燈法）

1855年，德國(guó)化學(xué)家羅伯特·威廉·本生（RobertWilhelmBunsen,1811一1899）發(fā)明了被稱為“本生燈”的煤氣實(shí)驗(yàn)燈具，這種燈具是一種可以將煤氣與空氣預(yù)先混合燃燒而產(chǎn)生高溫的燃燒裝置。燃?xì)庠罹?、燃?xì)鉄崴骶叩陌l(fā)明、普及以及現(xiàn)代的各種燃?xì)饩叩娜紵鞫际腔诒旧鸁羧紵幕驹?。第十章燃燒傳播過(guò)程

二、動(dòng)力法（本生燈法）本生燈的火焰第十章燃燒傳播過(guò)程

二、動(dòng)力法（本生燈法）

1、基本原理垂直園管內(nèi)通入燃?xì)饪諝饪扇碱A(yù)混氣體，管內(nèi)氣流保持層流流動(dòng)，為在管口獲得均勻速度場(chǎng)，將管做成錐形（常用維達(dá)辛斯基型）式噴口?？扇蓟鞖庠诠芸邳c(diǎn)燃后形成一正錐體形的層流火焰。

（1）本生燈火焰結(jié)構(gòu)火焰有內(nèi)外兩層組成：內(nèi)焰（由一次空氣形成）+外焰（二次空氣形成）（2）本生燈火焰形態(tài)

第十章燃燒傳播過(guò)程

二、動(dòng)力法（本生燈法）

2、計(jì)算公式推導(dǎo)

噴口流出的混合氣質(zhì)量應(yīng)與整個(gè)火焰面上燃燒掉的混合氣質(zhì)量相等。

即

火焰表面積：

第十章燃燒傳播過(guò)程

二、動(dòng)力法（本生燈法）

2、計(jì)算公式推導(dǎo)混合氣在管口的平均流速：

得層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葹椋涸撌郊礊闇y(cè)定法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠?jì)算公式。測(cè)定時(shí)只要精確測(cè)出混合氣的流量和火焰高度，已知管口半徑，就可以間接算出火焰的傳播速度uL。第十章燃燒傳播過(guò)程

三、預(yù)混可燃?xì)鈱恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊慕朴?jì)算法實(shí)際應(yīng)用的燃?xì)庖话愣际歉鲉我粴怏w的混合物（天然氣，液化石油氣和人工煤氣），除用以上方法測(cè)試外也可以近似計(jì)算。如果已知各單一氣體的uLi，混合燃?xì)獾幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葹椋?/p>

pi—

各單一可燃?xì)怏w占燃?xì)饪扇假|(zhì)成分的容積百分?jǐn)?shù)；

Li—

單一可燃?xì)怏w當(dāng)火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲髸r(shí)的可燃質(zhì)成分百分濃度；uLi—

各單一可燃?xì)怏w的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣?；考慮燃?xì)庵械亩栊越M分的影響時(shí)：第十章燃燒傳播過(guò)程

§5

紊流燃燒火焰的傳播

實(shí)驗(yàn)和理論都證明,當(dāng)預(yù)混氣濃度、溫度一定時(shí)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣戎蝗Q于可燃混合氣的物理和化學(xué)性質(zhì),而且其值一般很小,例如烴類燃料與空氣的層流混合氣中,火焰?zhèn)鞑サ淖畲笏俣葍H為35-80cm/s。為了得到高的燃燒強(qiáng)度一般的工業(yè)燃燒都采用紊流燃燒。

紊流的火焰面?zhèn)鞑サ幕驹砼c在層流中一樣，都是依靠已燃?xì)怏w和未燃?xì)怏w之間的熱量和質(zhì)量的交換所形成的化學(xué)反應(yīng)區(qū)在空間的移動(dòng)。區(qū)別在于紊流燃燒時(shí)紊流的流動(dòng)特性對(duì)燃燒過(guò)程起著很大的作用。紊流火焰面?zhèn)鞑ニ俣缺葘恿髦写蟮煤芏唷５谑氯紵齻鞑ミ^(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播燃燒過(guò)程為紊流流動(dòng)燃燒時(shí)，流體內(nèi)傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)都大大加強(qiáng)。火焰面紊亂且較厚，有脈動(dòng)和噪聲。紊流燃燒傳播速度uT>>uL。紊流燃燒傳播速度uT與混合氣體的流動(dòng)狀態(tài)和物性有關(guān)。

uT>>uL的原因：

1.火焰前沿發(fā)生變形、皺折，反應(yīng)表面積顯著增加,使燃燒速度明顯加快;

2.傳熱、傳質(zhì)過(guò)程顯著加劇,使化學(xué)反應(yīng)速度加快;

3.紊流使得煙氣與可燃?xì)饪焖倩旌?，提高了混合氣的溫?使燃燒過(guò)程加速。第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

一、紊流火焰分類：

第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

一、紊流火焰分類：

1、小尺度紊流火焰

2、大尺度紊流火焰（a.大尺度弱紊流火焰、b.大尺度強(qiáng)紊流火焰）

第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播一、紊流火焰分類第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播一、紊流火焰分類第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播一、紊流火焰分類第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

二、紊流火焰?zhèn)鞑サ南嚓P(guān)理論

鄧克爾模型uT/uL=Re0.5

；謝爾金模型uT/uL=（ε/

α

）0.5

ε-紊流擴(kuò)散系數(shù)α導(dǎo)溫系數(shù)或者熱擴(kuò)散系數(shù)第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

二、紊流火焰?zhèn)鞑サ南嚓P(guān)理論第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

二、紊流火焰的相關(guān)理論第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播

二、紊流火焰的相關(guān)理論第十章燃燒傳播過(guò)程

§5紊流燃燒火焰的傳播四、紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)研究

1.uT與可燃混合氣濃度關(guān)系

同樣存在濃度界限,uT有極大值

2.uT與Re關(guān)系

Re↑，uT↑

第十章燃燒傳播過(guò)程

四、紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)研究

3.uT與初始溫度關(guān)系

對(duì)焦?fàn)t煤氣

層流時(shí)：uL∽

T01.84；

紊流時(shí)：uT∽

T01.6；∵uT/uL∽

T0-0.24

溫度影響顯著但對(duì)傳播速度的比值影響較小

4.uT與管徑d關(guān)系

（由于管壁散熱的影響）

d↑，uT↑；

uT/uL=0.18d0.25Re0.24第十章燃燒傳播過(guò)程

五、強(qiáng)化燃燒的途徑

所謂強(qiáng)化燃燒就是想辦法提高火焰?zhèn)鞑サ乃俣?，在單位時(shí)間內(nèi)燃燒反應(yīng)更多的燃料，以便單位時(shí)間內(nèi)得到更多的熱量來(lái)滿足加熱工藝的要求。一般采用的方法:a.用uL大的預(yù)混可燃?xì)?/p>

b.提高紊流強(qiáng)度（Re）

c.提高混合氣的溫度和壓力第十章燃燒傳播過(guò)程

第十章重點(diǎn)

1、火焰面、火焰?zhèn)鞑ズ蛯恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊幕靖拍?、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣榷ㄐ院瘮?shù)關(guān)系式的推導(dǎo)方法、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹饕绊懸蛩亍恿骰鹧鎮(zhèn)鞑サ臐舛冉缦?/p>

3、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)方法

4、紊流火焰?zhèn)鞑サ母拍睿ㄈ跷闪骱蛷?qiáng)紊流）、紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸蛩?、紊流火焰?zhèn)鞑ヅc層流火焰?zhèn)鞑ビ泻螀^(qū)別？

第十一章異相燃燒

可燃物質(zhì)和氧化劑處于不同物態(tài)時(shí)的燃燒過(guò)程叫異相燃燒。固體燃料和液體燃料的燃燒屬于異相燃燒。

氣體燃料分解出碳粒時(shí)的燃燒也是異相燃燒。異相燃燒過(guò)程主要靠氣相分子和固相分子之間的擴(kuò)散作用,燃燒速度與分子擴(kuò)散和熱擴(kuò)散的速度有關(guān)但主要取決于分子擴(kuò)散速度。

第十一章異相燃燒

碳的燃燒就屬于在相界上進(jìn)行的異相化學(xué)反應(yīng)，包括初次反應(yīng)和二次反應(yīng)。

初次反應(yīng)：C+O2=CO2（完全燃燒）

C+0.5O2=CO

二次反應(yīng)：C+CO2=

2COCO+0.5O2=CO2

碳的異相反應(yīng)可以在碳的外表面進(jìn)行，也可以在碳的內(nèi)部空隙的所謂內(nèi)表面進(jìn)行。異相反應(yīng)越強(qiáng)烈，反應(yīng)愈容易在外表面進(jìn)行，否則就容易向內(nèi)部進(jìn)行。

第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

異相反應(yīng)速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間在單位反應(yīng)表面上完成反應(yīng)的物質(zhì)數(shù)量（g/cm2.s,mol/cm2.s)。

異相反應(yīng)的幾個(gè)階段：

1.氣相反應(yīng)介質(zhì)向反應(yīng)表面的傳遞

2.氣體被反應(yīng)表面吸附

3.表面的化學(xué)反應(yīng)

4.反應(yīng)物質(zhì)的脫附(碳分子離開反應(yīng)表面）

5.氣相反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)表面的排離

異象反應(yīng)的總速度決定于最慢階段的速度。第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

一、碳的燃燒反應(yīng)速度

碳的燃燒和氣化反應(yīng)一般是一級(jí)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)速度為：W=kCb（11-1）

式中:K—反應(yīng)速度常數(shù);Cb—反應(yīng)表面上反應(yīng)氣體濃度.

在穩(wěn)定反應(yīng)條件下燃燒反應(yīng)速度與反應(yīng)氣體向表面的擴(kuò)散速度相等，即：

W=β(C0-Cb)

（11-2）

式中:C0—介質(zhì)中反應(yīng)氣體向反應(yīng)反應(yīng)氣體的初始濃度.β—傳質(zhì)系數(shù);

Nu—魯謝爾數(shù)D—擴(kuò)散系數(shù)d—定性尺寸第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

一、碳的燃燒反應(yīng)速度在穩(wěn)定燃燒過(guò)程中,化學(xué)反應(yīng)速度與擴(kuò)散速度相等，聯(lián)立（11-1）和(11-2)消去Cb,可以到得:mol/cm2.s(11-3)

設(shè)m為燃燒的碳量與消耗的氧量之比,則碳的燃燒速度為:g/cm2.s(11-19)第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系設(shè)dτ時(shí)間內(nèi)碳粒燃燒使直徑減少了dr,則在此時(shí)間內(nèi)燒掉的碳量為:

碳的燃燒速度KSC就是單位時(shí)間單位表面上燒掉的碳量,即

(11-20)第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系顆粒直徑由初始直徑燒到某一直徑所需要的時(shí)間為:

顆粒完全燒掉所需要的總時(shí)間為:(11-21)

第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

在燃燒過(guò)程中氧的濃度C逐漸減少,氧的濃度和過(guò)?？諝庀禂?shù)的關(guān)系可以證明為:

(11-22)

將各式代入(11-21)得:(11-23)

第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系(11-23)

當(dāng)Nu=2(煤粉燃燒得情況)時(shí),積分整理后得:(11-24)第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

當(dāng)Nu=2(煤粉燃燒得情況)時(shí),積分整理后得:

式中φ1（n)

、φ2（n)為n的函數(shù)。當(dāng)n很大時(shí)，φ1（n)

、φ2（n)都趨于1。第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

當(dāng)Nu=2(煤粉燃燒得情況)，n趨于無(wú)窮時(shí)，

φ1（n)

、φ2（n)都趨于1。得碳粒燃燼所需要的最小時(shí)間為：第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

n越大，φ1與φ2在數(shù)值上越接近，當(dāng)φ1≈φ2時(shí)

第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

n越大，φ1

與φ2在數(shù)值上越接近，當(dāng)φ1≈φ2時(shí)，碳粒燃燼所需的時(shí)間為：當(dāng)煤中有灰分時(shí)：第十一章異相燃燒

§1碳粒的燃燒

二、碳的燃燒時(shí)間與反應(yīng)速度的關(guān)系

碳粒燃燒當(dāng)n小于1.5時(shí)，燃燒時(shí)間將大為延長(zhǎng)。碳的顆粒越大耗時(shí)越長(zhǎng)。煤的燃燒過(guò)程更加復(fù)雜，包括煤的干燥、揮發(fā)份的析出，揮發(fā)份的分解，著火和燃燒，剩余焦炭的燃燒。焦炭的燃燒占總時(shí)間的90%左右。第十一章異相燃燒

§2油粒的燃燒

液體燃料在爐內(nèi)燃燒時(shí)，一般是將燃料油霧化成細(xì)小的顆粒噴入爐內(nèi)燃燒。油粒置于高溫有氧介質(zhì)中時(shí)，將會(huì)發(fā)生以下過(guò)程：

1.蒸發(fā)(200度以下)：油粒受熱后在表面產(chǎn)生油蒸汽。2.熱解和裂化：油粒在高穩(wěn)缺氧情況下熱解產(chǎn)生固體的碳粒和氫氣，同時(shí)一些較輕的碳?xì)浠衔锓肿訌挠土Ｖ辛鸦鰜?lái)，剩下較重的分子（焦?；蛘邽r青）。

3.著火燃燒：油蒸汽、熱解和裂化的氣態(tài)碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物與氧氣接觸達(dá)到著火溫度的燃燒，同時(shí)固體的碳粒和焦粒也開始燃燒。

燃油的燃燒過(guò)程：

油的霧化油滴蒸發(fā)、高溫?zé)峤馀c裂解與空氣混合著火燃燒特點(diǎn)：1、燃燒反應(yīng)需要油粒的蒸發(fā)提供燃燒反應(yīng)物質(zhì)，而油的蒸發(fā)又需要燃燒反應(yīng)提供熱量，兩者互相依存。油的蒸發(fā)需要吸收反應(yīng)介質(zhì)的熱量。2、油的蒸發(fā)速度和燃燒速度相等。第十一章異相燃燒§2油粒的燃燒

一、油粒完全燃燒所需要的時(shí)間設(shè)油粒的初始半徑為r0,經(jīng)過(guò)d時(shí)間后半徑為r。在此時(shí)間內(nèi)介質(zhì)傳給油滴熱量：

dQ=4r2（T1—T0）d

油滴蒸發(fā)吸收的汽化熱：

dQ=-4r20dr·L

P126圖11-7第十一章異相燃燒§2油粒的燃燒

介質(zhì)傳給油滴熱量：

dQ=4r2（T1—T0）d

油滴蒸發(fā)吸收的汽化熱：

dQ=-4r20dr·L

T1—

介質(zhì)溫度T0—

油粒溫度—

放熱系數(shù)L—

油的蒸發(fā)潛熱TK—

油的沸點(diǎn)

0—沸點(diǎn)下油的密度

126圖11-7兩者相等：（T1—T0）d=-0Ldr

第十一章異相燃燒

一、油粒完全燃燒所需要的時(shí)間兩者相等：

由r00積分：（11-32）

當(dāng)油粒很小時(shí)，Nu=d/2=/rT0TK（

油的沸點(diǎn)為常數(shù)）

得油粒燒完所用時(shí)間為：

（11-33）

第十一章異相燃燒

§2油粒的燃燒

二、影響油粒燃燒速度的因素：

1.油粒霧化程度霧化好：r0，

燃燒速度快2.周圍介質(zhì)溫度溫度高：T1，

3.油的蒸發(fā)潛熱易汽化：L，

4.油的密度0，

5.油的導(dǎo)熱系數(shù)，

要強(qiáng)化油的燃燒過(guò)程（

），需要將油霧化成細(xì)小的顆粒，還應(yīng)該保持燃燒室的高溫?！度剂吓c燃燒》

第三篇燃燒基本原理

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性

由燃燒火焰面和正在燃燒的質(zhì)點(diǎn)所包圍的區(qū)域稱為火焰。在燃燒技術(shù)中很重要的問題是如何保證已經(jīng)著火的燃料不再熄滅，即要求火焰面能夠穩(wěn)定在某一位置，這樣才能使燃燒過(guò)程穩(wěn)定的繼續(xù)下去。在不同的燃燒條件下，火焰會(huì)呈現(xiàn)不同形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，分類如下：

1.按照燃料種類分

燃?xì)饣鹧嬗挽F火焰煤粉火焰

2.按燃料和空氣的預(yù)混程度分

預(yù)混火焰擴(kuò)散火焰第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性

3.按照氣體的流動(dòng)狀態(tài)分層流火焰紊流火焰

4.按火焰的幾何形狀分直流錐形火焰、旋流火焰、平面火焰等

5.按火焰中的相成分均相火焰和異相火焰

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性完全預(yù)混火焰部分預(yù)混火焰擴(kuò)散火焰

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰1、層流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰（1）一次空氣系數(shù)等于（或者大于）1時(shí)，火焰結(jié)構(gòu)一層，火焰明亮，清晰，火焰短，溫度高，燃燒完全；在爐膛中燃燒幾乎看不見火焰，又叫無(wú)焰燃燒；（2）一次空氣系數(shù)大于0小于1時(shí)，火焰結(jié)構(gòu)二層，內(nèi)層火焰較亮，比較清晰，火焰較短，外層火焰較長(zhǎng)，較暗，燃燒溫度較高，燃燒比較完全；（3）當(dāng)一次空氣系數(shù)等于0時(shí)，火焰長(zhǎng)度取決于擴(kuò)散混合過(guò)程的快慢，燃燒慢，溫度低，火焰較暗，不容易燃燒完全（屬于擴(kuò)散燃燒）。1、層流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰（1）邊緣處|uL|=|w|,此處火焰穩(wěn)定，形成點(diǎn)火環(huán)（火焰穩(wěn)定的基礎(chǔ)）；（2）曲面上任何一點(diǎn)的法向火焰?zhèn)鞑ニ俣榷紤?yīng)滿足：uL=wcosφ,圓錐形火焰的長(zhǎng)度與氣流速度、火焰?zhèn)鞑ニ俣扔嘘P(guān)；火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇旎鹧婢驮蕉獭?/p>

（3）軸線上氣流速度最大，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫沧畲?，火焰穩(wěn)定時(shí)

uL=w（4）點(diǎn)火環(huán)是火焰穩(wěn)定的基礎(chǔ)，起到連續(xù)點(diǎn)火的作用。2、層流預(yù)混火焰的穩(wěn)定性

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰設(shè)圓錐體的高度為l，管口半徑為r0。在其上取一微元面，微元面在高度上的投影為dl,在徑向上的投影為dr。應(yīng)該滿足以下關(guān)系：3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度故因?yàn)?2-2

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度整理上式得：

這就是火焰形狀的微分方程式，其中w和uL都是r的函數(shù)，積分一般是很困難的。

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度

（12-3）假設(shè)火焰錐體為正錐體，底面半徑與管口半徑相等，uL為常數(shù)，氣流速度w取沿?cái)嗝娴钠骄俣?。?duì)（12-3）積分就可以得到：

（12-4）

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度設(shè)混合氣的流量為qv,則混合氣的平均流速為：

（12-4）

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度解出預(yù)混氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葹椋?/p>

（12-4）

（12-5）

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰

3、層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヅc火焰長(zhǎng)度

預(yù)混氣的正?；鹧?zhèn)鞑ニ俣葹椋?/p>

（12-4）

（12-5）分析：

1、當(dāng)管口直徑一定時(shí)，火焰長(zhǎng)度隨氣流速度的增加而增加，隨火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑黾佣鴾p??；2、并不是任何氣流速度下火焰都可以保持穩(wěn)定，火焰的穩(wěn)定是有條件的，不具備穩(wěn)定條件時(shí)就會(huì)發(fā)生回火和脫火；

3、用（12-5）式可以測(cè)定火焰?zhèn)鞑ニ俣龋▌?dòng)力法），試驗(yàn)測(cè)出混合氣流量和火焰高度就可以算出火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理火焰穩(wěn)定的基本條件是火焰面上的氣流速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣却笮∠嗟龋ǚ较蛳喾矗?/p>

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理（1）在氣流出口的周邊處，如果氣流速度發(fā)生變化，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫矔?huì)變化；（2）如果氣流速度在點(diǎn)4與火焰?zhèn)鞑ニ俣冗_(dá)成了平衡w=uL,，氣流的邊界速度梯度dw/dr等于火焰?zhèn)鞑ニ俣忍荻萪uL/dr，則火焰就會(huì)在此穩(wěn)定；（3）隨著氣流速度的增加，邊界速度梯度加大，火焰將會(huì)被推離點(diǎn)4位置，火焰面離開噴口的距離加大，冷壁作用減弱,uL的速度梯度也會(huì)加大，可能在點(diǎn)3處再次達(dá)到平衡（w=uL,dw/dr=duL/dr)。

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理（4）如果氣流速度繼續(xù)增加，uL的邊界速度梯度不能再加大時(shí)，氣流速度和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊钠胶饩蛯?huì)破壞，而出現(xiàn)脫火現(xiàn)象（w＞uL)。位置2是出現(xiàn)脫火的極限工況；（5）當(dāng)氣流速度分布低于火焰?zhèn)鞑ニ俣确植季€4時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⑻幪幋笥跉饬魉俣龋╱L＞w)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)回火。位置4是回火的極限工況；

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理

回火極限速度梯度的計(jì)算：

r0—噴口半徑層流時(shí)，管道中氣流速度呈拋物線分布：wmax—?dú)饬髦行淖畲笏俣?/p>

12-6

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理預(yù)混氣流量：因此任一點(diǎn)的氣流速度為：或者

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理因此任一點(diǎn)的氣流速度為：對(duì)該式取導(dǎo)數(shù)得回火邊界速度梯度為：

12-9

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰4、預(yù)混火焰穩(wěn)定的基本原理

（1）對(duì)給定混合比例的可燃預(yù)混氣，回火臨界邊界速度梯度g是常數(shù)(其具體數(shù)值可由實(shí)

驗(yàn)確定）；（2）回火極限流速與燃燒器噴口直徑成正比，口徑越大回火的極限流速越高，越容易回火；（3）回火和脫火的臨界速度梯度的大小與可燃

混合氣本身的性質(zhì)有關(guān)。

臨界邊界速度梯度與燃料濃度的關(guān)系第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

一、層流預(yù)混火焰5、層流預(yù)混火焰的穩(wěn)定范圍

（1）火焰穩(wěn)定區(qū)處于脫火極限流速和回火極限流速之間；（2）脫火極限流速和回火極限流速的位置與燃?xì)庑再|(zhì)和預(yù)混氣濃度比例有關(guān)；（3）當(dāng)一次空氣系數(shù)接近1或者大于1時(shí)，穩(wěn)定范圍變小，很容易回火和脫火。

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

二、紊流預(yù)混火焰1、紊流預(yù)混火焰的結(jié)構(gòu)由于紊流脈動(dòng)的影響，紊流火焰面比層流火焰面要厚，可以分為3個(gè)區(qū)域：氣流核心區(qū)l1、燃燒反應(yīng)區(qū)l2、完全燃燼區(qū)l3

w—混合氣平均流速，uT—紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋琖產(chǎn)—產(chǎn)物速度k1、k2、k3---實(shí)驗(yàn)常數(shù)

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

二、紊流預(yù)混火焰1、紊流預(yù)混火焰的結(jié)構(gòu)

紊流火焰的長(zhǎng)度為：

分析：（1）燃燒器的噴孔直徑r0增大，火焰會(huì)加長(zhǎng)（w不變）；（2）氣流速度w加大,火焰長(zhǎng)度增加（管徑不變）（3）火焰?zhèn)鞑ニ俣萿T越快,火焰會(huì)縮短。

第十二章火焰的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性§1預(yù)混火焰

二、紊流預(yù)混火焰

2、