当前课程知识点:燃烧理论 > 第九章 层流非预混火焰 > 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
好我们刚才讲了
有各种各样的求解方法
我们下面重点介绍一下
Ropper的求解的结果
那么这种方法的话
具体如果大家有兴趣的话
可以去参考他们的文献
那么Ropper的话
在1977年我刚才提到了
他做了对各种不同的
圆形的方口的
还有槽形的和弧形的
各种燃烧器都做了大量的研究
他不光做了理论分析
得到了好多式子
而且还做了什么
做了很多实验来进行对比
他把实验和理论分析
都对出来了
那么大家有兴趣
书上的表大家可以对着它
各种各样的结果
都有详细的讨论
下面我们简单的把他的结果
做一个回顾
第一个结果对于圆口的
圆口 他有两个式子
第一个式子就是理论解
第二个式子是什么
就是他的实验的解
那么这里边大家可以看出来
大家对比一下就是刚才我们说
包括常密度和变密度的
都是8π分之3
那这里边变成4π分之一对不对
底下有一个D无穷
跟我们那个D是相关的
上面有QF也是一样的对不对
那么下面的YF,stioc
没有这样了
而变成了一个什么
ln(1+1/S)
而这个东西实际上
也是跟S之间就是
化学当量的氧化剂
和燃料的关系式燃料的当量比
那么上面的话
还要跟它的不同的温度相关联
也可以理解对吧
那么同时他也做了实验
做了实验你可以看出来
它等于什么
跟刚才那个就
就等于1330了
1330是什么
实际上就是你看一下
4πD分之1对不对 D分之1
D大概都是什么
十的负五次方对不对
十的负五次方除以十
大概差不多
就是十的四次方(或更小)
这样一个量级
所以这两个实际上
是相当的
大家可以去看一看
这样一个结果
当然T无穷指的是无穷远处(温度)
TF是指的什么
是燃料的温度
Tf是火焰的温度
大家可以看出来这两个式子
实际上是对圆口
我们就可以进行计算了
对方口实际上得到类似的
那么大家一看的话
又有一点不一样是吧
前面实际上也是QF
那刚才有π的方口就没π
16D∞对不对
你看下面1045了
其它的都类似
底下的话出现一个什么
inverf的这样一个反误差的函数
那么反误差的函数当然也是
实际上是它可以去查的对吧
可以查到 那么它可以
可以进行计算
也是跟它的S有关系
所以大家很容易(算)
好我们再来看一看槽形口
也就是我们方口是正方形
如果槽形口就是扁平
h比b 就是h>>b了
就是这样的情况
它同样可以进行计算
计算后面那些东西
都基本上它的类似
但b的话
指的槽的是宽度 对吧
h的话指的它的长度
上面出现一个β
β的话
就是同样跟S的式子的
反误差函数有关系
这样的话我们获得了槽形口的
这么一个关系式
那槽形口注意一下
实际上就是b比h
值就很重要
如果特别扁的话怎么样
你可以看出来
很明显Lf怎么样
就会小对不对
同样的面积比如b乘h
同样的面积你看它打得更扁
扁的话实际上什么
面积只有b乘h
你可以看出来
如果b乘h它的面积一样的话
那怎么样b就是h分之一
你就是h平方分之一
一扁平怎么样
它的宽度就可以远大的降低
也就是说我同样的面积
或者说同样的流量的时候怎么样
我通过扁平
就可以调节它的什么
火焰长度
通过这些我们慢慢的
就去理解这样一些事情
而里边还有一个参数是I
I是什么
是实际流动当中
槽流出的初始动量
它一般是不均匀的对不对
不均匀跟均匀的流动比值
那么如果流动均匀怎么样
I就等于1对不对
而如果流动完全不均匀
就是充分发展段的话
那I等于什么
大概就是1.5
那总体来说大概就在
这个范围之内
所以I变化并不大并不大
那么上面的式子当然
只有适用于什么
氧化剂
是静止的
我们所有前面的式子
都是对氧化剂静止的
如果氧化剂一旦动的话怎么样
就会比较复杂
大家有兴趣的话
可以进一步去读
Roper的这几篇文献
那么对槽形口的话
刚才是专门针对的是什么
是动量控制的
而对于槽形口的话
还有可能是什么
浮力控制的
浮力控制的情况就不一样了
那么这个式子的话
就体现出了它温度怎么样
这个差就差别就非常大
而这里边的话
我们对浮力的话
引入了一个所谓的
平均的浮力加速度
而加速度
就跟火焰的温度有关对吧
火焰温度有关
那么从式子来
你可以大概看一下
如果温度
比它高的话会怎么样
a会大于g对不对
0.6g乘上这个数
而火焰长度随着a的变化
实际上并不是特别大
因为它是负三分一次方的关系式
那么实际上正常的话
常常是什么
常常是它可能既不是动量控制
也不是浮力控制
而是怎么样
互相之间的
那我们怎么去判断
实际上我们有一个很重要
就是用Froude数来判断
Froude数的话
如果远大于1
那么Froude数实际上就是什么
就是实际上就是我们称之为
惯性流动
和浮力或者自然对流
这两个的比值
如果是Froude数远大于一
也就是动量控制
那我刚才用前面那个式子
就可以求了
如果Froude
远小于1的话怎么样
是浮力控制 就刚才那个式子
就可以求了
而一般来说Froude数
大概很接近1的话怎么办
我们就需要什么
需要用混合控制
混合控制的话
我们在计算的时候
那我首先假设流动的控制
流动控制以后
再进行校核
那么对于过渡区的话
我们首先要把动量控制的
长度算出来
再把浮力控制算出来
再用它们两个什么
组合起来算
就用式子来算
那么它既跟动量控制有关
又跟浮力控制有关
那么M B T的话
代表了M就表示动量控制
B的话就表示的浮力控制
T的话就表示过渡区
这三个我们就能够
全部能进行计算了
-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