当前课程知识点:燃烧理论 >  第九章 层流非预混火焰 >  9.2 无反应的恒定密度层流射流 >  两个例子

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两个例子

下一节:射流火焰的物理描述

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两个例子课程教案、知识点、字幕

好 同学们

我们下面的话呢

就用两个例子

来加深一下

对刚才所说的射流的

特性的理解

包括它的衰减特性

比如它随着雷诺数的变化

随着这个动量的变化

到底是怎么变的

我们定量的来看一看

这样一个过程

我们假设呢

是有一个乙烯的射流

那么是从十个毫米的

这么一个小的管径里边

圆孔里边

喷入到大气当中

我们大气正常就是300K

也就是大概27℃

一个大气压的静止的空气当中

我们假设来流的速度

也就是这个喷口的速度

是10cm/s和1cm/s

这是两个不同的(条件)

可以想象一下它的速度不一样

速度不一样马上大家想到了

它的雷诺数就不一样对不对

雷诺数不一样

那么我们要求什么呢

求速度

在不同的速度底下

它的喷射角

以及射流中心线的某个位置

是什么位置呢

是一个质量分数刚好等于

化学当量比的这个高度

就是此时x的距离

我们要求一下

我们把乙烯的粘度告诉大家

空气粘度大家都可以查

好 我们来算一算

首先我们想一想

我们来想一想

这个题目怎么来求解

当然就用刚才的这个理论

来求解了

我们要求喷射角 怎么求啊

它的刚才那个公式

直接算它的速度的那个

计算r1/2就可以

对不对

r1/2那个位置算出来了

我就把这个角度就求出来了

所以就很容易理解

那么我怎么去求这个

化学当量比呢

那我就把YF算出来

YF怎么样呢

YF我们在第二章里边学会算了

那么随着这个混合的过程当中

YF最后会混合到怎么样

下降的过程中

下降到刚好化学当量比的这个位置

而那个X的距离

我们就给它求出来就可以了

就用这两个手段

我们就可以把这个问题求解

好 这就是求解的这个结果

那么大家可以知道

那么这个角怎么样

是跟它的雷诺数是相关的

那么我们用这样一个公式就是

实际上是arctan(2.97/Re)

雷诺数跟它的速度有关

那么10cm/s的时候

那可能角度就小对吧

那么我们算下来怎么样

3.05度 很小的一个角度

好 那么我们这个角度的话呢

实际上是arctan(2.97/Re)

我们就可以算

所以雷诺数越大

它的角度就越小

所以10cm/s的那个

我们算下来最后的结果是什么

3.05度

而1cm/s的

这个速度算下来就是比较大

28.01度

我们再来看这个YF0对不对

就是中心线的这个速度

它跟雷诺数也是成正比

那么跟x成反比

也说成正比是什么意思啊

也就是说我雷诺数越大怎么样

它这个YF越大

也就是说这个距离

就可能会越长

那我们也算下来

刚好10cm/s的时候

它算出来这个什么啊

它这个要达到化学当量比

这个YF要衰减到

化学当量比的时候

要1.64m才到达

而如果到什么

如果只有1cm/s的时候

它就只有0.164m

很短的一段距离

就可以到达了

你就可以想像

那你可以马上想一下

如果我把这个火点着了怎么样

那就是10cm的一个火焰

大概都很长

怎么样啊

1cm那个就很短

差了十倍呢对吧

它可能有时候成正比关系

这个是我想大家记住了

这个大概的一个关系是什么

跟速度是有这么一个关系

我们来看看第二个例题

第二个例题是什么呢

这种情况我们把它改变一下

我们把情况2

刚才情况2是1cm/s速度

对不对

1cm/s的速度

那么它的R是5cm对不对

刚才我们说了

我们怎么样呢

如果我们保证出口的速度

我们把它提高到10cm/s

那么为了保持流量 你想想

我们保证它流量一样

这个时候需要什么

R就怎么样

要减小 对不对

你首先算一下这个R是多少

同时呢再看一看

我们刚才所说的这个情况

包括它什么 射流角

以及它的这个YF=Ystoic

也就是说的化学当量比的

那个距离是多少

我们来看看跟刚才那个例题的

情况2呢 做一个比较

首先呢我看它的R

R很简单就是一个面积比嘛对吧

实际就是√(1/10)*5

或者5/√10就求出来了

所以很容易求出来

R最容易求了

就是5/√10

那1.58毫米就出来了

Ystoic也很简单

我们刚才已经算出来

实际上是0.0637对吧

那么在这个前提底下

我们来看一看

怎么来算它的x

你会发现怎么样

我们如果保持流量一样的话

它速度因为上去了嘛

你会发现它算出来的x怎么样

还是等于0.164米

这隐含着一个什么意思

速度提高 尺寸减小

如果保持流量一样的话

怎么样

它的这个尺寸怎么样

是不变的

也就是说这个结论可以说

燃料质量分数的

这个空间分布

是取决于它初始的流量

而不是它的速度

速度实际上提高了十倍

对不对

它并没有说

我们第一个例题

好像速度提高了十倍

在同样尺寸的底下提高了十倍

好像他的尺寸也增加了十倍

但是实际上隐含着

它实际上是流量增加了十倍

所以说真正的独立的变量

是流量

希望大家一定要注意一下

这两个结论

以后这两个结论非常有用 以后我们都会用到

燃烧理论课程列表:

第一章 导论

-1.1 我们为什么要学习燃烧理论

--1-1:我们为什么要学习燃烧理论

-1.2 什么是燃烧:定义与现象

--1.2 什么是燃烧:定义与现象

-1.3 燃烧科学发展简史

--1.3 燃烧科学发展简史

-1.4 燃烧科学的研究方法

--1.4 燃烧科学的研究方法

-1.5 课程的结构

--1.5 课程的结构

第二章 燃烧与热化学

-2.1 概述

--概述

-2.2 状态参数复习

--状态参数复习

-2.3 热力学第一定律

--热力学第一定律

-2.4 反应物和生成物的混合物

--反应物与生成物的组成

--绝对(或标准)焓和生成焓

--燃烧焓与热值

--例题

-2.5 绝热燃烧温度

--定压绝热燃烧温度

--定容绝热燃烧温度

-2.6 化学平衡

--第二定律的讨论

--吉布斯函数

--复杂系统(选修)

-2.7 燃烧的平衡产物

--全平衡(选修)

--水煤气反应的平衡

--压力影响

-2.8 应用

--回热式和蓄热式交换器

--例题

--烟气再循环

-2.9 小结

--小结

-第二章 燃烧与热化学--第二章作业

第三章 传质引论

-3.1 传质概述

--3.1.1传质概述

-3.2 传质理论基础

--3.2.1菲克扩散定律

--3.2.2扩散的分子基础-分子动力学

--3.2.3扩散系数的微观推导(选修)

--3.2.4组分守恒方程推导

-3.3 传质应用实例

--3.3.1应用实例一:液面蒸发

--3.3.2蒸汽界面边界条件

--3.3.3液滴蒸发

-3.4 小结

--3.4.1液滴质量守恒+小结

-第三章 传质引论--第三章作业

第四章 化学动力学

-4.1 概述

--概述

-4.2 总包反应与基元反应

--总包反应与基元反应

-4.3 基元反应速率

--双分子反应和碰撞理论

--其他基元反应

-4.4 多步反应机理的反应速率

--净生成率

--反应速率常数与平衡常数关系

--稳态近似

--单分子反应机理

--链式反应和链式分支反应(一)

--链式反应和链式分支反应(二)

--化学时间尺度(一)

--化学时间尺度(二)

--部分平衡

-4.5 简化机理(选修)

--简化机理(选修)

-4.6 催化和非均相反应(选修)

--催化和非均相反应(选修)

-4.7 小结

--小结

-第四章 化学动力学--第四章作业

第五章 一些重要的化学机理

-5.1 概述

--概述

-5.2 H2-O2系统

--H2-O2系统

--H2-O2系统爆炸特性

-5.3 一氧化碳的氧化

--一氧化碳的氧化

-5.4 高链烷烃的氧化

--三步机理

--八步机理

--总包反应和准总包机理

-5.5 甲烷燃烧

--复杂机理和起源

--甲烷燃烧动力学

--高温反应途径分析

--低温反应途径分析

-5.6 氮氧化物

--氮氧化物的形成(一)

--氮氧化物的形成(二)

--氮氧化物的危害

-5.7 小结

--小结

-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业

第六章 反应系统化学与热分析的耦合

-6.1 概述

--6.1 概述

-6.2 定压-定质量反应器

--6.2 定压-定质量反应器

-6.3 定容-定质量反应器

--6.3 定容-定质量反应器

-6.4 全混流反应器

--6.4 全混流反应器

-6.5 柱塞流反应器

--6.5 柱塞流反应器

-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

--6.6 燃烧系统建模中的应用及小结

-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业

第七章 反应流的简化守恒方程

-7.1 概述和总质量守恒

--7.1 概述和总质量守恒

-7.2 组分质量守恒

--7.2 组分质量守恒

-7.3 多组分扩散(选修)

--7.3 多组分扩散(选修)

-7.4 动量守恒方程(选修)

--7.4 动量守恒方程(选修)

-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

--7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式

-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

--7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义

-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业

第八章 层流预混火焰

-8.1 概述及物理描述

--8.1 定义及重要特征与实验室典型火焰

-8.2 层流火焰分析

--8.2.1 简化分析

--8.2.1 简化分析(续)

--8.2.2 详细分析

-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素

--8.3.1 温度、压力和当量比,燃料选型及火焰速度选型

--8.3.2 火焰速度测量

-8.4 熄火、可燃性和点火

--8.4.1 冷壁熄火

--8.4.2 可燃极限和点火

-8.5 火焰稳定及小结

--8.5 火焰稳定及小结

-第八章 层流预混火焰--第八章作业

第九章 层流非预混火焰

-9.1 概述

--概述

-9.2 无反应的恒定密度层流射流

--物理描述

--求解

--两个例子

-9.3 射流火焰的物理描述

--射流火焰的物理描述

-9.4 简化理论描述

--概述

--守恒标量

--状态关系式

--各种不同的解法(一)(选修)

--9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)

-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度

--圆口和槽型口燃烧器火焰长度

--火焰长度的影响因素

--两个例子

-9.6 碳烟的形成和分解

--碳烟的形成和分解

-9.7 对冲火焰(选修)

--对冲火焰(选修)

-9.8 小结

--小结

-第九章 层流非预混火焰--第九章作业

第十章 液滴的蒸发与燃烧

-10.1 概述

--概述

-10.2 液滴蒸发的简单模型

--基本假设

--气相分析

--气液界面能量平衡

--液滴寿命

-10.3 液滴燃烧的简化模型

--假设

--质量守恒和组分守恒

--温度分布

--液滴表面能量守恒

--火焰面处能量守恒

--液气平衡 总结和求解

--燃烧速率常数和液滴寿命

--例题

--扩展到对流条件

-10.4 一维蒸发控制燃烧

--物理模型和假设

--液滴数目和液滴相守恒

--总守恒方程

--气相成分和气相能量守恒

--液滴动量守恒 模型总结

--例题

-10.5 小结

--小结

-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业

第十一章 固体燃烧

-11.1 概述及燃煤锅炉

--11.1.1 概述

--11.1.2 燃煤锅炉

-11.2 非均相反应

--11.2.1 非均相反应及表面化学反应

--11.2.2 碳反应的半总包机理反应

-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型

--11.3.1 模型建立

--11.3.2 质量与组分守恒与表面化学动力学

--11.3.3 电路比拟与碳燃烧控制

--11.3.4 能量守恒

-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型

--11.4.1 模型建立

--11.4.2 组分守恒、封闭性和表面化学反应

-11.5 颗粒燃烧速度

--11.5 颗粒燃烧速度

-11.6 煤的热解及燃烧

--11.6 煤的热解及燃烧

-第十一章 固体燃烧--第十一章作业

第十二章 湍流燃烧入门(选修)

-12.1 概述

--概述

-12.2 湍流现象与描述

--湍流的现象与描述

-12.3 湍流尺度

--湍流尺度

-12.4 湍流模型

--湍流模型方法(1)

--湍流模型方法(2)

-12.5 湍流预混火焰

--湍流火焰速度

--湍流火焰结构与模式

--12.5.3 例题

--层流火焰折皱模式

--分布式反应区模式和漩涡小火焰模式

--火焰稳定

-12.6 湍流非预混火焰

--射流火焰

--火焰长度

-12.7 湍流燃烧小结

--湍流燃烧小结

课程总结

-课程总结

--课程总结

两个例子笔记与讨论

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