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9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)

下一节:圆口和槽型口燃烧器火焰长度

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9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)课程教案、知识点、字幕

好 刚才我们通过Burke Schumann的

这样一个求解的话

我们理解了它方程的话

怎么去求解

以及获得火焰长度的

一个关系式

那么实际上的话

还有其他的很多

求解的过程我不讲

其他的比如常密度变密度

以及Ropper这些解的话

给大家一个结果的话

给大家一个概念

那么刚才我实际已经讲了

常密度的解法

实际上就是刚才没有反应的解

情况是完全一致的

所以它得到了火焰长度的话

Lf=3/(8π) 1/D QF/YF,stoic

跟它的体积流量成正比 对吧

这个关系式大家已经非常熟悉了

我想当然只是一个

大概的概念

那我们来变密度

变密度主要是当时是由Fay来做的

Fay的话

他进行了一个详细的求解

而且他不仅仅是做了分析

而且是做了

所谓的这样数值的求解

那么他在过程当中

他同样忽略了浮力

同样在轴向动量里边

他把热参数的话

假设了施密特数

和路易斯数都等于1

这样的话

他所有的控制方程

跟我们前面讲的

就完全一样了

同时又假定

绝对的粘度和温度是成正比的

这样就非常简单的

就有了这样一些最基本的

这样一个关系式

就求出来

那么他最终得到的Lf

你可以看出来

前面那个系数一样8π分之3

对不对

还是跟YF,stoic是成反比

就是YF,stoic分之1

那上面是什么

mF

对不对

就是质量流量

那么mF实际上当然跟它的

体积流量

乘上一个密度

那么下面是μref

但实际上大家知道

如果μ实际上跟D

如果我们

刚才那个ρ的话

知道的话

实际上就是它的这么一个

简单的关系式

实际上我们刘易斯数

和施密特数等于1的话

它实际上跟D无关的

所以我们把它

反过头来

把这些关系式全部代进去的话

那我们得到了Lf等于什么

8π分之3

D分之1

YF,stoic分之QF

跟前面那个常密度(方程)

是完全一样的

后面就多出了一项

是跟密度相关的一项

而其中有一个I

ρ比上ρf

这个实际上是

它是通过数字计算来获得的

一个求解

那么大家很简单的

变密度和常密度差别在哪里

差别就是跟密度这一项的差别

那么通过差别一看

对于碳氢化合物在空气当中

燃烧的话

你可以看出来

变密度求出的火焰长度

大概是常密度理论的

2.4倍

你也可以看出来它的差别

通常就是三四倍

你看三倍的是2.4

对吧

五倍的3.7

两个一除就可以除出来

那么火焰长度

不管用哪种计算方法是接近的

因为两个差了2.4倍

但是大概基本的概念是

火焰长度

跟喷嘴里面的流量

是成正比的

喷嘴流量

当量质量分数

跟直径的大小是没有关系的

那么概念是非常非常重要

那么比如很简单就是这是做实验

做出来

也是这么样一个结论

这么一个结论

这是UC berkeley的一个实验

那么后来Ropper的话

也是同样做这样一个求解

但是他是引用

Burke Schumann的

这样基本分析

他把两个基本假设去掉了

一个的话

考虑了浮力的作用

第二个考虑了特征速度

是随着轴向是发生变化的

那么就跟连续性一致了

那么除了这些

他除了分析圆口

Roper还分析了长方形口和

还有弧形口

还有扁平口

各种各样的求解

那么后面的话

我们会把他这些结果

跟实验的对比

给大家列出来

当然现在的话

现在也还有一个很好的方法

就是数值求解

刚才我们也提到了

这个时候的话

你完全可以把复杂(简化)

比如我火焰面可以不要了

那么刚才我们一系列那种

那种方程的假设

比如说施密特数等于1

路易斯数等于1

这些假设什么

浮力这些通通可以考虑

不需要去做这样的假设

而且还可以怎么样

考虑热辐射对不对

那么大概的话

有很多的这样一个研究

很多的研究

那么数值计算的话

当然现在已经提供了非常好的

这样分析手段

比如你现在关于温度

如果考虑了辐射

辐射实际上它就会有散热

对不对

比不考虑辐射的结果

发现会低150度左右

那么实际上是对燃烧

和对它的火焰长度都会有影响

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

9.4.5 各种不同的解法(二)(选修)笔记与讨论

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