第六章 层流预混火焰传播.ppt

第六章层流预混火焰传播与稳定提纲:§6.1基本概念二、火焰传播速度（即移动速度,只有预混气才有此概念）四、火焰结构一维层流火焰结构层流火焰速度=对于稳态一维燃烧波，质量守恒方程变成：碳氢燃料与空气混合物在大气条件下的层流火焰速度典型值在15-40cm/s范围内。层流火焰特点提纲:层流火焰传播的机理有三种理论：一、层流火焰传播的热理论内容设火焰前锋在一绝热管内以速度un传播（一维）
假定火焰前锋为平面形状，且与管轴线垂直
如果新鲜混气以层流流速v0流入管内，则当v0＝un时（方向相反），可以得到驻定的火焰前锋。
将火焰前锋分为两个区域——预热区和反应区。在预热区内忽略化学反应的影响，在化学反应区忽略混气本身热焓的增加（即认为着火温度与绝热火焰温度近似相等）——分区思想。
火焰传播取决于反应区放热及其向新鲜混气的热传导。二、层流火焰传播速度Un的确定（运用热理论）(2-29)
反应区：可以看成是反应区中平均反应速率）和和假设燃气中没有氧气或者燃料，可得出氧气和燃料的平均质量分数分别为：式中将上述的提纲:决定层流火焰传播速度的主要因素是混气的化学反应速率和热扩散系数。所以凡是影响化学反应速率和热扩散系数的物理化学参数均会影响层流火焰传播速度。(2)混气性质的影响：几种燃料均匀混气的层流火焰传播速度Metghalchi和Keck通过实验决定了各种燃料-空气混合物在内燃机和燃气轮机中典型的温度和压力下的层流火焰传播速度,给出如下经验公式:式中的系数氢-空气的层流火焰速度甲烷-空气的层流火焰速度
插图表示化学恰当比的火焰速度与压力的关系烃-空气的层流火焰速度丙烷-空气混合物的层流火焰速度
插图表示化学恰当比的火焰速度与压力的关系惰性物质或添加剂的影响：甲烷-氧-氮混合物火焰速度物理参数的影响(2)初始温度的影响：(3)火焰温度的影响：淬熄距离与混气浓度的关系提纲:§6-4火焰厚度与化学恰当比呈弱函数关系，火焰厚度与火焰与预热区厚度(1)火焰厚度主要取决于它的与值
(2)火焰厚度很薄（仅十分之几或百分之几毫米）
–在火焰厚度内完成了：
•传热\扩散\化学反应过程
–火焰厚度内，温度\浓度相差很大，有较大的温度梯度
与浓度梯度，可以保证：
•热量很快从化学反应区传出
•快速扩散迅速供给反应区反应物
•保证火焰以一定的速度传播例6.3在一个大气压力下，贫燃丙烷-空气混合物中自由伸展的绝热火焰传播速度为30cm/s，火焰厚度为2mm。如果压力下降为0.25个大气压，求该混合物中自由伸展的绝热火焰传播速度和火焰厚度？提纲:二、火焰稳定条件为火焰锋面切向稳定条件：气流流速增大–火焰底部不和喷嘴出口重合，存在向外突出的一
个区域，以及靠近壁面有一段无火焰区
–如采用收敛管，火焰形状将接近正圆锥形，上述
特点仍存在注意：各处的火焰传播
速度不一定相等，
应视混气成分及热
积累而定。流动上：三、回流区流谱和稳定火焰机理（1）扰流器的作用2、回流区流谱3、回流区火焰稳定原理4、火焰稳定理论四、常见稳定火焰的方法