火焰传播

用于测定预混火焰（余弦定律）
长管法
火焰传播速度的影响因素
• 燃料性质：燃烧焓、动力学参数； • 混合气体浓度：存在浓限、稀限，有
一最佳浓度值。 • 状态参数：压力、温度； • 输运条件：流动、散热、扩散；……
Arrhenius火焰传播理论
一稳定平面缓燃波的传播
预热区能量方程
d 2T dx2
缓燃波
•爆震时，燃烧速度极快，远大于外 界的各种干扰速度，干扰速度可以忽 略。 •缓燃时，燃烧速度相对慢，必须考 虑（或排除）干扰速度。
一维火焰
跨越火焰面的压差为：（ Raleigh方程）
Ps Pf
u2 2
ss
(
1
f
1)
s
在火焰锋面处被加热膨胀
∵ sus f u f const
∴混合气在火焰面处必须加速 。
1
US
2W 2
(TF T )
1
u
FuF
CP (Tw T )
TF Tw
2WFdT
2
1
CP (Tw T )
TF T
2WFdT
2
1
UF
2
F2
CP2
(Tw
T )2
2
WF(TF
2 T )
湍流火焰
燃烧与环境技术研究中心
Center for Combustion and Environmental Technology (CCET)
• 本生灯的预混合火焰
• 死区－管口壁的激冷淬熄面散热所致。
• 外悬－由于死区的存在带来的质扩散。
• 顶圆－产物的集中区、高温区，火焰面本能向来流
•
方向运动。
• 本生灯的扩散火焰 • 内悬：管口壁的激冷效应。 • 火焰传播速度慢：先扩散、混合，在浓度适中处燃烧。
火焰传播速度测试方法
喷灯法
uCP
dT dx
B.C：x xw ，T Tw
；x x
，T T
；dT 0
dx
积分得：
dT dx
w
uCP
Tw
T
dT
因为
dx w Tw T
f
f
u
积分 边界条件
反应区能量方程
d 2T dx2
WF
1
dT
dx
TF Tw
2WFdT
Leabharlann Baidu
2
dT dx
w
u CP
(Tw
T
)
• 按质量守恒有：
考虑火焰厚度时
本生灯火焰
本生灯火焰相关概念
火焰行进速度：目测者观看到的火焰锋面的位移 速度。
火焰传播速度（燃烧速度）：沿共法线方向相对 于来流的速度 。
定置火焰：火焰锋面在空间静止不动。 行进火焰：火焰锋面在空间行进。 脱火 回火
• 预混火焰：呈淡蓝色的火焰锥。伴有燃烧噪声， • 扩散火焰：呈黄红色，火炬状，伴有黑烟。