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
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
把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
好 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
-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
-1.3 燃烧科学发展简史
-1.4 燃烧科学的研究方法
-1.5 课程的结构
-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
--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
--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
-3.1 传质概述
-3.2 传质理论基础
-3.3 传质应用实例
-3.4 小结
-第三章 传质引论--第三章作业
-4.1 概述
--概述
-4.2 总包反应与基元反应
-4.3 基元反应速率
--其他基元反应
-4.4 多步反应机理的反应速率
--净生成率
--稳态近似
--单分子反应机理
--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)
-4.7 小结
--小结
-第四章 化学动力学--第四章作业
-5.1 概述
--概述
-5.2 H2-O2系统
--H2-O2系统
-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
-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
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 定压-定质量反应器
-6.3 定容-定质量反应器
-6.4 全混流反应器
-6.5 柱塞流反应器
-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
-7.1 概述和总质量守恒
-7.2 组分质量守恒
-7.3 多组分扩散(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
-7.6 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
-8.1 概述及物理描述
-8.2 层流火焰分析
-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素
-8.4 熄火、可燃性和点火
-8.5 火焰稳定及小结
-第八章 层流预混火焰--第八章作业
-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
-9.4 简化理论描述
--概述
--守恒标量
--状态关系式
-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度
--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
-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
--温度分布
--液滴表面能量守恒
--火焰面处能量守恒
--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
--总守恒方程
--例题
-10.5 小结
--小结
-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业
-11.1 概述及燃煤锅炉
-11.2 非均相反应
-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型
-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型
-11.5 颗粒燃烧速度
-11.6 煤的热解及燃烧
-第十一章 固体燃烧--第十一章作业
-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
-12.5 湍流预混火焰
--湍流火焰速度
--层流火焰折皱模式
--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