燃烧学作业
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1、 湍流火焰传播速度
在层流火焰中，其传播速度只与混合物的热力学和化学性质有关，而湍流火焰的传播速度不仅与混合物的性质有关，而且还与气流的流动特性有关。
以火焰为参考系， 我们可以这样定义湍流火焰传播速度S t ，即未燃气体沿火焰面法线方向进入未燃混合气区域的速度。
由于高温反应区的瞬态位置在不断脉动，因此我么在计算中用其平均值为火焰面位置。
要想直接测量接近湍流火焰的某个点上的未燃气体流速是非常困难的，因此比较实用的方是通过测量反应物流速来确定火焰速度。
这样，湍流火焰速度就可以表示为
S t =u
m A ρ 其中，m 是反应物的质量流量，u ρ是未燃气体密度，A 是时间平滑后的火焰面积。
2、 表面燃烧理论和容积燃烧理论的特点
表面燃烧理论：认为燃烧化学反应本身的速度非常高，燃烧化学反应只是在薄薄的一层火焰封面内进行。
湍流火焰是由湍流引起的变性层流火焰。
容积燃烧理论：容积燃烧理论认为，在大尺度强湍流下燃烧的微团中，并不存在把未燃气体和已燃气体或燃烧产物截然分开的正常火焰锋面。
燃烧反应不仅仅发生在火焰锋面厚度之内，在每个湍动的微团内部，在进行着不同成分和温度的物质迅速混合的同时，也在进行着快慢程度不同的反应。
有的微团达到了着火条件就整体燃烧，而另外未达到着火条件的微团，在其脉动的过程中，或者在已燃部分的影响下达到着火条件而燃烧，或者消失而与其他部分混合形成新的微团。
容积燃烧理论还假定，不仅各位微团的脉动速度不同，而且同一微团内的各个部分，其脉动速度也有差异。
因此各部分的位移也不相同，火焰也就不能保持连续的、很薄的火焰前沿面。
每当未燃的微团进入高温产物，或者其某些部分发生燃烧时，就会迅速和其他部分混合。
每隔一定的平均周期，不同的气团就会因相互渗透混合而形成新的气体微团。
3、 简述一种同时考虑大尺度湍流和小尺度湍流的弱湍流火焰的理论
复合层流前沿理论，又称为皱褶火焰表面理论。
此理论是在层流火焰传播理论的基础上发展起来的，即应用了火焰前沿的概念，并认为在湍流工况中燃烧速度之所以会增大是由于在气流脉动的作用下使得火焰前沿表面产生弯曲，因此燃烧表面F t 增加，在每个可燃物微团外表面上，燃烧速度和层流火焰法线传播速度u H 相同，因此湍流燃烧速度比层流燃烧速度的增大倍数等于因气流脉动使火焰前沿表面积增大的倍数，即，
u T /u H =F T /F L
4、 湍流扩散火焰稳定的方法及基本原理
A. 利用钝体稳定火焰
钝体即不良流线体，当高速气流流过钝体时，由于气体的粘性，将钝体后面的静止气体带向下游，从而降低了钝体后面的气体静压。
在静压差的作用下，部分下游气体将产生回流流动，从而在钝体后面形成一回流区。
由于回流的是高温燃烧产物，它可以起一个自动连续点火源的作用，从而使新鲜可燃混合物不断地被点燃，满足了火焰稳定的必要条件；在回流边界线附近存在的低流速区也为火焰的稳定创造了良好的条件。
B. 利用旋流射流稳定火焰
当气流进入旋流器时，由于旋流叶片的导向作用，使气流在流出旋流器时不仅具有轴向分速，而且还具有切向分速，从而形成旋转射流。
利用旋转射流稳定火焰有两
种典型情况：
第一种情况是当旋转射流流入圆筒形的燃烧室时，由于圆筒壁面的约束作用，气流将做螺旋形运动，在离心力和旋转射流的卷吸作用下，使燃烧室前部中心处气体静压下降，在静压差的作用下产生回流运动。
由于回流的是高温燃烧产物，根据前述原理，可以利用它作为自动连续点火源，使火焰得到稳定。
第二种情况是旋流射流流入不受壁面约束的自由空间，这是气流将沿旋流器的气流方向做惯性运动，而形成放射状的空心圆锥形射流。
它存在两个边界面，其中一个是外边界面，由于气体的粘性，它会卷吸周围的气体；另一个是内边界面，由于它被射流气流包围，故只能抽吸下游的气体。
这样在内边界面之内就存在一个回流区，在燃烧时回流的就是高温燃烧产物，因此可以作为稳定火焰的连续点火源。
C.利用逆向射流稳定火焰
在高速的可燃混合气流中，设置一逆向射流烧嘴，则可利用由烧嘴喷出的气体在可燃混合物中建议一局部滞止区，我们可以利用滞止区作为稳定火焰的点火源。
D.利用壁面凹槽稳定火焰
当气流流过突然扩大的管道时，突扩处将产生一回流区，我们可以设法利用这一特点建立稳定火焰的点火源。
E.利用同向大速差射流稳定火焰
利用高速气体（空气或蒸汽）对相同流向的低速射流（由燃料和空气的混合物组成）的卷吸作用，可以在两个射流之间产生一个回流区作为稳定火焰的点火源。
在这种射流中由于无旋转运动以及由此而产生的离心力，因此适用于燃烧煤粉燃料，因为这是煤粉不会被离心力抛向燃烧室壁面而造成近壁面处煤粉浓度过高和远离高温区。
另外，由于回流区较长，能将远处更高温度的燃烧产物卷吸进来，因此回流区温度较高，有利于强化燃烧。
