第一节预混气中火焰的传播理论-ppt课件

1、第一节 预混气中火焰的传播实际一、物理模型和根本方程一、物理模型和根本方程一物理模型一物理模型1、一圆管中充溢静止可燃混气，管中某处有一火源，、一圆管中充溢静止可燃混气，管中某处有一火源，使混气着火。使混气着火。2、假定火焰从右向左传播，混气自左向右流动，流速、假定火焰从右向左传播，混气自左向右流动，流速均为均为u，那么火焰相对于管壁就会驻定下来。，那么火焰相对于管壁就会驻定下来。二根本方程二根本方程根据气体动力学实际，上述各参数应满足以下方程根据气体动力学实际，上述各参数应满足以下方程1雨果尼特方程雨果尼特方程）（1-4 )11)(21)(1qPPPPKKPPPP 2瑞利方程瑞利方程2)-(

2、4 1122222PPPPuumPP 3判别方程判别方程3)-(4 111)1(2 PPPPKM假设给定混气的初始形状，那么终态必需同时满足雨果尼特方程假设给定混气的初始形状，那么终态必需同时满足雨果尼特方程和瑞利方程和瑞利方程公式公式4-2变形变形11122 PPPPu声速)(12 KPTKaSMR两式相除两式相除KMMPPPPPPPPPPPPKPssauKPau/1/)1( 11)(2)(111211112122 令令前往二、正常火焰传播和爆轰二、正常火焰传播和爆轰一爆轰区一爆轰区1、爆轰：主要依托冲击波激波的高压使未燃气遭到、爆轰：主要依托冲击波激波的高压使未燃气遭到近似绝热紧缩的作用而

3、升温着火，从而使熄灭波在未燃近似绝热紧缩的作用而升温着火，从而使熄灭波在未燃区中传播的景象。区中传播的景象。2、爆轰区的特点、爆轰区的特点1熄灭后气体压力要添加熄灭后气体压力要添加2熄灭后气体密度要添加熄灭后气体密度要添加3熄灭波以超音速传播熄灭波以超音速传播2、特点：、特点：1熄灭后气体压力要减小或接近不变。熄灭后气体压力要减小或接近不变。2熄灭后气体密度要减小。熄灭后气体密度要减小。3熄灭波以亚音速进展传播。熄灭波以亚音速进展传播。1、正常火焰传播：主要依托导热的作用，将火焰中产生、正常火焰传播：主要依托导热的作用，将火焰中产生的热量传给未燃混气，使之升温并着火，从而使熄灭波在的热量传给未

4、燃混气，使之升温并着火，从而使熄灭波在未燃气中传播的景象。未燃气中传播的景象。二正常火焰传播区二正常火焰传播区作业：作业：P10:26、27、28、29题题 第四章第四章1题题第二节第二节 层流预混气中正常火焰传播速度层流预混气中正常火焰传播速度一、火焰前沿的构造、特点及火焰传播机理一、火焰前沿的构造、特点及火焰传播机理一火焰前沿：火焰在预混气中传播时，区分已燃区和一火焰前沿：火焰在预混气中传播时，区分已燃区和未燃区的一层薄薄的化学反响发光区。未燃区的一层薄薄的化学反响发光区。二二 火焰前沿的构造、特点火焰前沿的构造、特点1、 火焰前沿分为两部分：预热区、化学反响区火焰前沿分为两部分：预热区、

5、化学反响区 1火焰前沿接触冷混气的一面，有很大部分是用来火焰前沿接触冷混气的一面，有很大部分是用来预热冷混气的，称预热区。预热冷混气的，称预热区。2化学反响区：有化学反响区：有9598%的混气发生反响。的混气发生反响。2、存在剧烈的导热和物质分散。、存在剧烈的导热和物质分散。前往三火焰传播机理三火焰传播机理1、热实际、热实际火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反响放出的热量火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反响放出的热量传播到新颖冷混气中，使冷混气温度升高，化学反响加速传播到新颖冷混气中，使冷混气温度升高，化学反响加速的结果。的结果。2、分散实际、分散实际凡熄灭都是链式反响，火焰能在新颖混气中传

6、播是由于凡熄灭都是链式反响，火焰能在新颖混气中传播是由于火焰中的自在基向新颖冷混气中分散，使新颖冷混气发火焰中的自在基向新颖冷混气中分散，使新颖冷混气发生链锁反响的结果。生链锁反响的结果。二、层流火焰传播速度二、层流火焰传播速度马兰特简化分析马兰特简化分析1、物理模型、物理模型如图，分为如图，分为预热区预热区反响区假设区导出的热量能反响区假设区导出的热量能使未燃混气温度上升到某个着火温度使未燃混气温度上升到某个着火温度Ti,火焰就能坚持稳定火焰就能坚持稳定传播，该反响区内的温度分布为线型分布传播，该反响区内的温度分布为线型分布前往cimTTdXdT 2、热平衡方程、热平衡方程3、火焰传播速度、

7、火焰传播速度ciimlCKciPimlTTiPlTTiPllTTTTaSaTTCTTKSKTTCSFKTTCSFSFUFGPcimcim )()()()()()()( 令令CimiPTTFKTTGC)(1又又 ssiimssfWTTTTlWflclcaSSS )()(v结论：层流火焰传播速度与导温系数结论：层流火焰传播速度与导温系数 a及化学反响速度及化学反响速度WS的的v平方根成正比。平方根成正比。2又又122)()(212 niPmRTEnsnosimPmRTEPPSPSaefKWnnlTTCefKTTKlCKnsnoss v结论：对于二级反响，火焰传播速度与压力无关结论：对于二级反响，火

8、焰传播速度与压力无关局限性：当局限性：当Ti=T时，火焰传播速度为无限大，错误。时，火焰传播速度为无限大，错误。三、火焰传播速度的影响要素三、火焰传播速度的影响要素1、初温影响、初温影响混气初温添加，火焰传播速度越高。混气初温添加，火焰传播速度越高。2、压力的影响、压力的影响对二级反响，压力与火焰传播速度关系不大。对二级反响，压力与火焰传播速度关系不大。3、可燃气体浓度的影响、可燃气体浓度的影响混气中可燃气与空气比值不同，混气中可燃气与空气比值不同， Sl不同。存在一最正确不同。存在一最正确比值，在此最正确比值条件下火焰传播速度最快；火焰比值，在此最正确比值条件下火焰传播速度最快；火焰传播存在

9、浓度极限，混气中可燃气太少或太多，火焰传播存在浓度极限，混气中可燃气太少或太多，火焰均不能传播。均不能传播。)()(12 TTCefKTTKliPmRTEnsnosimS 前往4、惰性气体的影响、惰性气体的影响惰性气体参与量越多，火焰传播惰性气体参与量越多，火焰传播速度越小。速度越小。5、混气性质的影响、混气性质的影响PClaS21混气导热系数添加，火焰传播速度添加，热容添加，火焰混气导热系数添加，火焰传播速度添加，热容添加，火焰传播速度下降。传播速度下降。四、层流火焰传播速度的测定四、层流火焰传播速度的测定1、理想火焰传播速度的测定、理想火焰传播速度的测定理想层流火焰面可以看作一正锥体。理想层流火焰面可以看作一正锥体。的分量的分量气流速度在火焰法向上气流速度在火焰法向上火焰表面积火焰表面积混气容积流速混气