工程燃烧学10.pdf

工程燃烧学工程燃烧学主讲教师：裴蓓主讲教师：裴蓓第十章燃烧传播过程第十章燃烧传播过程燃烧前沿面的概念及其传播机理燃烧前沿面的概念及其传播机理 层流火焰传播层流火焰传播 湍流火焰传播湍流火焰传播2《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第一节 燃烧前沿面的概念及其传播机理• 缓燃：缓燃：依靠依靠导热和分子扩散导热和分子扩散使未燃混合气温度升 高，并进入反应区而引起化学反应，导致火焰传 播也称正常火焰传播使未燃混合气温度升 高，并进入反应区而引起化学反应，导致火焰传 播也称正常火焰传播《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章 第一节 燃烧前沿面的概念及其传播机理2.重要概念2.重要概念•爆震爆震：传播不是通过传热、传质发生的，它是依靠气 体膨胀引起的：传播不是通过传热、传质发生的，它是依靠气 体膨胀引起的压力波（冲击波）压力波（冲击波）的高压作用，使未燃 气受到的高压作用，使未燃 气受到近似绝热压缩的作用近似绝热压缩的作用而而升温着火升温着火，从而使，从而使燃烧 波在未燃区中传播燃烧 波在未燃区中传播的现象也称爆轰也称爆轰正常火焰 传播正常火焰 传播特点：特点：（1）燃烧后气体的（1）燃烧后气体的压力减小压力减小或接近 不变（2）燃烧后气体的或接近 不变（2）燃烧后气体的密度减小密度减小（3）燃烧波以（3）燃烧波以亚音速亚音速传播传播爆轰爆轰特点：特点：（1）燃烧后气体的（1）燃烧后气体的压力增大压力增大（2）燃烧后气体的（2）燃烧后气体的密度增大密度增大（3）燃烧波以（3）燃烧波以超音速超音速传播传播《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章 第一节 燃烧前沿面的概念及其传播机理《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章回火回火• 2008年2月28日，消防员在法 国里昂市中心发生爆炸的现场《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章定义：使一层一层的定义：使一层一层的新鲜混气依次着火新鲜混气依次着火，也就 是薄薄的化学反应区开始，也就 是薄薄的化学反应区开始由引燃的地方由引燃的地方向向未燃 区之间未燃 区之间形成了明显的分界线，我们称形成了明显的分界线，我们称这层薄薄这层薄薄这层薄薄这层薄薄 的化学反应发光区的化学反应发光区的化学反应发光区的化学反应发光区为火焰前沿。

为火焰前沿•火焰前沿概念火焰前沿概念《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章 第一节 燃烧前沿面的概念及其传播机理压力压力P温度温度T密度密度ρρ速度速度u《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第一节 燃烧前沿面的概念及其传播机理燃 烧 波燃 烧 波燃烧前沿燃烧前沿气流速度燃烧前沿 传播速度气流速度燃烧前沿 传播速度wu（（1）如果，则燃烧前沿向着气流上游方向（向左）移动；（）如果，则燃烧前沿向着气流上游方向（向左）移动；（2）如果，则燃烧前沿向着气流下游方向（向左）移动；（）如果，则燃烧前沿向着气流下游方向（向左）移动；（3）如果，则燃烧前沿向着气流便驻定不动如果，则燃烧前沿向着气流便驻定不动wu >uw Sl（层流火焰传播速 度）为强湍流，反之为弱湍流（层流火焰传播速 度）为强湍流，反之为弱湍流《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第三节 湍流火焰传播三种湍流火焰模型：三种湍流火焰模型：l 6000）） 气体微团脉动速度气体微团脉动速度u´ S´> SL L））《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第三节 湍流火焰传播c.微团之间相互作用，或形成新的微团，或者进行反应， 达到着火条件后便燃烧。

c.微团之间相互作用，或形成新的微团，或者进行反应， 达到着火条件后便燃烧d.容积理论还假定：微团内部和微团之间由于脉动速度不 同的，因此各部分的位移不同，火焰也就不能保持连续 的、很薄的火焰d.容积理论还假定：微团内部和微团之间由于脉动速度不 同的，因此各部分的位移不同，火焰也就不能保持连续 的、很薄的火焰《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第三节 湍流火焰传播?5、紊流火焰传播速度的 影响因素??（（1 1）可燃混合物浓度）可燃混合物浓度 与层流相似，存在着前沿 传播的浓度界限最大值和 最大传播速度ST?与Re关系 随Re增加，ST明显增加，实验表明0 .2 50 .2 40 .1 8R eTLSdS=《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第三节 湍流火焰传播ST/SL?与初始温度的关系 在10°～400°之间 变化时，ST变化范围在10％ 左右由初始温度对层流的 影响可知，这说明混合物初 始温度对紊流燃烧传播速度 的影响和对层流传播速度的 影响一样，都比较显著《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章第三节 湍流火焰传播?6.改善燃烧性能的措施6.改善燃烧性能的措施?使用SL大的可燃混合气； ?提高紊流强度； ?提高混合气体的压力和温度。

本章小结本章小结• 1.火焰前沿的定义是什么？火焰前沿的定义是什么？ • 2.缓燃与爆震的定义及区别？缓燃与爆震的定义及区别？ • 3.层流火焰传播速度有哪些影响因素 ？层流火焰传播速度有哪些影响因素 ？ • 4.掌握多种燃气与空气混合物火焰传播速度的计 算掌握多种燃气与空气混合物火焰传播速度的计 算 • 5.湍流火焰与层流火焰相比有哪些特点？及其原 因？湍流火焰与层流火焰相比有哪些特点？及其原 因？ • 6.湍流火焰传播速度有哪些影响因素 ？湍流火焰传播速度有哪些影响因素 ？ • 7.根据你的理解，如何改善燃烧性能，并说出原 因？根据你的理解，如何改善燃烧性能，并说出原 因？《工程燃烧学》--第十章《工程燃烧学》--第十章。