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燃烧理论
九层流非预混扩散火焰
•蜡烛的火焰;
•本生灯的外焰;
•碳烟(Soot)的形成;
•NO2和CO的形成;
•控制火焰尺寸和形状的工业设施。
背景
•燃料的射流火焰;
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Bunsenouterflame
Candleflame
Jetflame
Thestructureofnonpremixedflameconsistsofthreezones,withareactionzoneseparatinga
fuel-richzoneandoxidizer-richzone.
C.K.Law,Combustionphysics,2006
预混火焰和非预混燃烧的区别
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非预混火焰
预混火焰
•1.未燃常密度层流射流
•2.射流火焰的物理描述
•3.Burke-Schumann简化理论描述
•4.射流火焰的各种解法
•5.圆口和狭缝烧嘴的火焰长度
•6.Soot形成及氧化分解
•7.对吹火焰的介绍
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Content
1.未燃常密度层流射流
•物理描述:燃料射入氧化剂中
•可通过其了解基本的流动和混合过程•图中显示了燃料射流的基本特征
中心线
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5
射流核心:速度和燃料的质量分数不变且处处相等。
从该核到射流边界,速度与燃料浓度均单调递减到0。在核心之外,
(xxc),粘性剪切力和质量扩散在整个射流区域内都起作用。
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•在整个流场里面,初始的射流动量是守恒的。当燃
料流向周围的空气时,它的一部分动量就传给了空气,因此燃料的速度减小;同时在流场中越往下游,进入射流区域里的空气量就越多。这可以用动量守恒的积分表达式来表示:
12/30/20197
•影响流场的是动量的对流和扩散,而影响燃料浓
度场的则是物质的对流和扩散,这两者具有一定的类似性,因此燃料的质量分数YF(r,x)和无量纲速度vx(r,x)/ve也应该具有类似的分布规律。
•和初始射流动量类似,从喷嘴流入的燃料质量也是守恒的,即:
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速度场和燃料质量分数场
假设
1、射流和周围流体的摩尔质量相等。有了这个假设,加上理想
气体性质,并设流场内压力和温度都是常数,那么整个流场内流体的密度也就是常数。
2、物质之间的扩散为遵从费克定律的简单二元扩散。
3、动量和组分的扩散率都是常数,且相等,即施密特数(Sc=ν
/D)等于1。
4、只考虑物质的径向动量扩散,忽略轴向扩散。
因此,下面得出的结论只在距离喷嘴出口下游一定距离的地方适用,也就是隐核以外的地方才适用,因为隐核内部轴向
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