燃烧学课件_第八章 湍流预混燃烧
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-1-西北工业大学航空发动机燃烧学课程组《航空发动机燃烧学》湍流预混火焰传播理论CONTENTS-2-1 湍流预混火焰传播理论2表面皱折燃烧理论3三种湍流火焰模型4湍流火焰传播的容积理论5 湍流火焰传播速度的影响因素-3-1湍流预混火焰传播理论:湍流火焰比层流火焰传播快的原因(1)湍流流动使火焰变形,火焰表面积增加,因而增大了反应区;(2)湍流加速了热量和活性中间产物的传输,使反应速率增加,即燃烧速率增加;(3)湍流加快了新鲜混气和燃气之间的混合,缩短了混合时间,提高了燃烧速度。
湍流火焰传播理论容积燃烧理论(萨默菲尔德和谢京科夫)表面皱折理论(邓克尔和谢尔金)-4-2在圆筒状燃烧器上测得的雷诺数对湍流火焰传播速度的影响表面皱折燃烧理论邓可尔:丙烷-氧的预混火焰实验ll δ>l l δ<'LS υ<'LS υ>23006000e R ≤≤6000e R >小尺度湍流火焰湍流火焰大尺度湍流火焰大尺度弱湍流火焰大尺度强湍流火焰(a)小尺度;(b)大尺度弱湍流;(c)大尺度强湍流;小尺度湍流火焰火焰锋面保持规则,火焰前沿仍然是平滑的,只是增加了厚度,火焰锋面不发生皱折,湍流火焰面厚度δΤ>层流火焰面厚度δn 。
小尺度湍流火焰只是由于湍流增强了物质的输运特性,从而使热量和活性粒子的传输加速,使湍流火焰传播速度比层流火焰传播速度快.现象特点L S LS LS LS LS LS L S υ'-υ'大尺度弱湍流模型c A SL S LS LS LS LS LS L S υ'-υ'p TA υ=-12-4湍流火焰传播的容积理论(a)表面皱折模型(b)容积模型容积燃烧理论✓在湍流强度比较高的情况下,分割成无数空间流体微团(“小岛”);✓在大小不等的微团中,湍流火焰侵入未燃混气的部分并不是由简单的层流火焰面构成,即不存在火焰面;✓每个微团内部温度、浓度是局部平衡的,但不同微团的温度和浓度是不同的;✓在不同微团内存在着快慢不同的燃烧反应,达到着火条件的微团整体燃烧,未达到着火条件的微团在脉动中被加热并达到着火燃烧;✓火焰不是连续的薄层,但到处都有;✓各微团间相互渗透混合,不时形成新微团,进行着不同程度的容积化学反应。