消防燃烧学课件(PPT 49张)

u的分布规律：
C的分布规律:
2 u y expKu um x 2 C y expKc C x m
K 2~9 2 u 8
y
K 4~5 7 c 5
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§7.1 静止气体中的自由射流
三、射流的卷吸及卷吸量的计算
me x Ke 1 m0 d0
Thring提出用当量直径de代替喷口直径d0，即认为喷出的气体密 度为ρs，速度和动量保持恒定（为u0和G0）
u0 us G 0 G
s
1 1 2 1 2 0 2 m mAA d d d d () 0 s 0 0 s s 0 0 s e e 0 4 4 s
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《工程燃烧学》--第七章
第七章
分类：
根据射流环境：
射流混合过程
自由射流与受限射流
直流射流与旋转射流
根据射流结构： 平行射流与相交射流 环形射流与同轴射流
根据射流喷嘴：
根据射流流动：
平面射流与圆形射流 层流射流与湍流射流
主要学习内容：
各种射流的定义，射流的形成条件与一般特征。
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《工程燃烧学》--第七章

1 m e 0 2 x K ( ) 1 e m s d0 0
第三篇
一、燃烧的定义
燃烧基本原理
所谓燃烧，通常伴有放热、火焰、发光和（或）发烟现象,是 可燃物与氧化剂作用发生的氧化反应。
燃烧过程：从混合（扩散）到燃烧反应完成的整个过程
燃烧过程是一种复杂的物理过程和化学过程的综合，它既有流 动、扩散、混合等物理现象，又有氧化还原反应，并放出光和 热的化学现象。
燃烧是一种复杂的物理化学过程——三传一反： 动量传递（流动） 热量传递 质量传递（扩散） 化学反应
第三篇
（二）其他分类
燃烧状态 与时间的关系 与空间的关系 初始反应物的混合状态 气体流动状态 按反应物物态 燃烧波的速度 按燃料
燃烧基本原理
燃烧分类 稳态和非稳态 一维、二维和三维 预混燃烧和非预混燃烧 层流、紊流 和过渡燃烧 均相和异相燃烧 缓燃（亚音速波）、爆震（超音速波） 气体、液体和固体燃料燃烧
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《工程燃烧学》--第七章
第三篇
燃烧基本原理
混 热 化
τ 混---表示混合所需要的时间 τ 热---表示混合后的的可燃物到达开始燃烧反应的温度所需 要的时间 τ 化---表示完成化学反应所需要的时间 燃烧过程的进行主要是受化学动力学影响，还是受扩散因 素的影响。
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初始段：
红色部分为势流核心；核心 区内速度、浓度等与出口处相 同，长度约4--5d0。
μ= 1/2μm y
y
过渡段：
射流截面上轴向速度分布不断变化直至成为正态相似分布 轴向流速都呈正态相似分布；x/d0＞8-10
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自模段：
§7.1 静止气体中的自由射流
自模段特性
轴向um的沿程衰减规律： 轴心Cm的沿程衰减规律:
《工程燃烧学》--第七章
射流向前运动时，由于横向的速度脉动及粘性， 与周围介质产生动量交换，带动周围介质运动，使射 流的质量沿流向逐渐增加，这种现象称为射流的卷吸 或引射。有射流必有引射。
自由射流对周围气体的卷吸能力可用卷吸率表示：
me mx m0 m0 m0
其中me--为卷吸量；
mx--为x截面处射流的总质量流量；
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主要内容
射流混合过程 燃烧反应速度和反应机理 着火过程 燃烧传播过程 异相燃烧 火焰的结构及其稳定

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《工程燃烧学》--第七章
第七章 射流混合过程
实际意义
①物理因素在整个燃烧过程起着更为重要 的作用；例如有焰燃烧。
②射流是大多数工程燃烧混合的主要方式： 除固体燃料有时以块状进行燃烧外，其它 燃料和氧化剂都是以射流形式送入燃烧空 间的。
二、自由射流的特点
射流气体离开喷口以后，因与外围流体之 间有速度差，且有粘性，故产生紊流漩涡 层，与外围流体进行动量和质量交换，导 致各流动截面上的速度、浓度分布特征发 生变化。根据这些特征，沿射流的前进方 向，可将射流分为初始段，过渡段和自模 段（充分发展段）
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《工程燃烧学》--第七章
§7.1 静止气体中的自由射流
m0--为射流的初始质量流量。
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• 随着与喷口距离x的增加，卷吸率是增 大、减小还是保持不变？
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《工程燃烧学》--第七章
§7.1 静止气体中的自由射流
（1） 0
s
时
mx x Ke 射流流量： m 0 d0
K 0 . 2 5 ~ 0 . 4 5，与实验条件有关。 e
卷吸率： （2） 0 s 时
《工程燃烧学》--第七章
根据普朗特混合长度理论，自由射流半宽(y)： y c o n s tx
u / u 0 . 1 6 (/ x d )1 . 5 0 m 0
C / C 0 . 2 2 (/ x d )1 . 5 0 m 0
μ= 1/2μm y
轴向流速和浓度的径向分布都具有相似性：
《工程燃烧学》--第七章
第三篇
（一）基本分类
燃烧基本原理
二、燃烧的分类
（1）动力燃烧（动力学因素控制，预混燃烧、爆 炸）： 混 << 热+化 （2）扩散燃烧（受流动、扩散和物理混合因素控 制，液体燃料滴/蜡烛/碳粒的燃烧）： 混 >> 热+化 （3）中间燃烧：介乎两者之间
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《工程燃烧学》--第七章

篇：燃料
介绍了燃料的基本性质、分类，以及成分表示方 法，不同的成分表示方法的换算 篇：燃烧计算 燃料燃烧时的空气需要量，产物生成量的计算方 法（化学反应方程式的质量比、系数比）
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以燃烧的结果作为研究对象，没有考虑燃烧是如何进行的

第三篇
燃烧基本原理
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《工程燃烧学》--第七章
第七章
射流混合过程
第一节 静止气体中的自由射流
第二节 同向平行流中的自由射流 第三节 交叉射流 第四节 环状射流和同心射流 第五节 旋转射流
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《工程燃烧学》--第七章
§7.1 静止气体中的自由射流
一、自由射流的定义
流体由喷嘴流出到一个足够大的空间后，不再受 固体边界限制而继续扩散的一种流动。其燃烧装置 称为大气烧嘴，例如家用煤气灶。