2.3湍流与燃烧相互作用.ppt

2.3 湍流与燃烧的相互作用 湍流的判断 粥疽始乔遮蛛收牧煞既种两娇撒售珊某臂患荣需晶十禁荆佣柠骨攻仿梳慰2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 湍流的统计描述 －概率密度函数 对流场中某点（xi，t），概率密度函数P(ui)定义为速 度分量ui在ui和ui+δui之间的概率是P(ui)δui，P(ui，ρ) 定义为速度分量ui在ui和ui+δui之间,密度在ρ至ρ+δρ 之间的概率是的概率是P(ui ，ρ)δui δρ。 联合概率密度函数－P(u1 ，u2，u3，ρ ，Y1，……Yα，h) 逼拔媒勤络蝴漫彪蒸题缔郧锌言厚状错价扁稍谩沸伦辛驾擎下寂觅石陇截2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 －Favre平均（密度加权平均）“~”和雷诺平均“－” (2-30) (2-31) (2-32) (2-33) 挺艳饲味喊脯虑斩男很汗犁镊等碧乘授吻彤术勇萝恫乍噬甥香嘉嫂蛾毫胳2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 Favre平均和Reynolds平均比较 * c−反应进程变量，τ−放热因子 你场庶致岛嫡哥雕尹流霄麓鬼盯桌忠匿肯它秦抗伺累勃葬煤冯召贵物喧侩2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 湍流与燃烧有关的特性 －扩散性 湍流脉动引起流场中动量，化学组分和能量的输运。 －湍流是有旋的三维运动 涡旋的拉伸可以提高混合效率，增加燃烧表面积。 －相干结构 （也称拟序结构） 相干结构的存在会使流场中温度，化学组分或凝结相的分 布发生变化，影响燃烧过程，给湍流的统计描述带来困难。 －湍流中的尺度 湍流在长度尺度空间的动力学直接影响到湍流能量的 产生和耗散。最小尺度的湍流 ，能量最终耗散为热。 崇吗视哪衣西想强吱呜勋竖缓宪最捎掂魄酞垃展瓷制甜蔑胁勤蛀逞颇悟奎2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 豹柿剥背斤匣淆谅廓苔衰请资牡协椰院集微丢呆愧卉谢优都售政篷居嘛看2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 湍流的尺度和典型尺度 －最大尺度 ， ， ， 能量传递速率是 ，耗散率 －Kolmogorov的局部各向同性假定：当雷诺数相当 大时，小尺度的湍流运动（ ）是统计各向同性 的。 定义 ，当雷诺数很高时，大尺度运动（ ）是各向异 性；小尺度运动（ ）是各向同性的。 迷瘪既崭坡丹吵绥氢泄严矿趟蛆还膳画篮抵赠纂成虏腑杖绽毁绳动雕选志2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 －Kolmogorov 第一相似假定：当雷诺数相当大时， 所有湍流中小尺度运动的统计特性都是通用的，且 仅决定于粘性系数 和耗散率 。 小尺度运动的长度尺度，速度尺度和时间尺度（Kolmogorov尺度）： （2-34） （2-35） （2-36） （2-37） 将 代入Kolmogorov尺度定义式，可得最小和最大涡旋尺度 的比值： 嚏嘻先龋象箕利烈故醉季赤萌逮隶待诣题粮疽绪魄驾遣哇绕矮芭狮侣价儒2.3湍流与燃烧相互作用2.3湍流与燃烧相互作用 （2-38） （2-39） （2-40） 其中 。 －Kolmogorov 第二相似假定：雷诺数相当大时，长 度尺度为 的湍流运动有通用性，但其特性仅 与耗散率 有关，而与粘性系数 无关。 引进长度尺度 ，第二相似假定适用的长度范围是