【精选】燃烧学讲义-第4章燃烧物理基础.ppt

第四章燃烧物理基础4.1传质学基础扩散的基本定律费克（Fick）第一定律费克（Fick）第二定律质扩散率对流传质及传质系数浓度边界层重要的准则数4.2湍流物理模型及计算是瞬时真实速度w（或者压力p）对时间的积分中值：即及及脉动的特性：速度脉动wx´决定湍流中的“三传”过程4.2.2湍流的数学描写—雷诺方程式时均化处理:时均化处理:时均化处理:时均化处理:附加应力与粘性力合并后得：雷诺方程组结论:4.2.3湍流附加应力的假设普朗特假定普朗特假定归纳：等效湍流粘性力假设等效湍流粘性力假设常用的两方程模型：K-模型其它模型4.3“三传”的比拟动量热量质量比拟对照：实验发现：“三传”比拟举例有相对运动时的情况例2：利用热交换过程比拟性用温度场模拟浓度场。在湍流扩散的流场中温度场和浓度场可以用相同的方程来描述所以可以用温度场模拟浓度场。实例：4.4自由射流中的混合与传质4.4.2射流中心动量守恒条件—研究射流混合对传质的影响推论推论4.4.3自由射流中的混合与传质实验结果如下(2)射流断面上的速度分布—相似性(3)射流轴心线上参数(wzs)变化(4)湍流射流的卷吸特性5）不等温轴对称自由射流—煤粉炉一次风、二次风向炉内的喷射主要结论：(5)气、固(液)两相射流中的混合与传质4.5旋转射流中的混合与传质速度分布：横断面上压力分布横断面上压力分布：轴向压力分布：在确定的速度环量=2Rw下⑵研究中心部分—刚体运动区结论：4.5.2旋流射流的主要试验结果①弱旋转射流：当S<0.5——回流区不明显②强旋射流：S>0.6③喷口形状的影响4.6钝体射流中的混合与传质4.6.2钝体几何参数对平均流动特性影响的主要试验结果。4.7平行与相交射流的混合与传质两股平行射流平均速度分别为w1和w2按照普朗特混合长度理论用来反映其湍流粘性其中R为混合边界层厚度。在射流流动中混合长度l/边界层厚度R=常数。所以湍流切应力湍流切应力间接表征了湍流中流体微团的混合两股平行射流湍流混合的强弱决定于：①两者的动压比它是湍流扩散（三传）的动力（能量）来源它的增加会导致流体微团可在更大尺度范围内湍流相关且混合边界层愈偏于动压小的一侧。当动压比趋近于1时由于动压差引起的湍流扩散已经十分微弱只能靠射流自身原始扰动度来维持②决定于射流自身动压它是射流内部进行三传的动力（能量）源。一般自身湍动度总是维持射流内部的小尺度湍动。③系数k决定于射流喷口的结构特征和速度分布特征相交射流速度脉动wx´决定湍流中的“三传”过程实验发现：湍流的“三传”过程是相似的但也存在差异在没有化学反应的流场中可以用温度场模拟浓度场。自由射流的传质：气、固(液)两相射流中的混合与传质旋转射流的流动与传质两股平行射流湍流混合的强弱决定于：①两者的动压比它是湍流扩散（三传）的动力（能量）来源它的增加会导致流体微团可在更大尺度范围内湍流相关且混合边界层愈偏于动压小的一侧。当动压比趋近于1时由于动压差引起的湍流扩散已经十分微弱只能靠射流自身原始扰动度来维持②决定于射流自身动压它是射流内部进行三传的动力（能量）源。一般自身湍动度总是维持射流内部的小尺度湍动。③系数k决定于射流喷口的结构特征和速度分布特征相交射流