当前课程知识点:燃烧理论 > 第十章 液滴的蒸发与燃烧 > 10.3 液滴燃烧的简化模型 > 液滴表面能量守恒
我们说了 能量方程
我们首先要用到
液滴的表面和火焰面
我们先来看看液滴的表面
好 液滴的表面发生了什么
也就是说我们导热过来
也就是说由于
外部的火焰面温度很高
对内应该有一个导热
导热进来的热是什么
气相跟液相给它的热量
这部分热量干了什么
干了两件事情
一个的话一部分用于
用于它的蒸发
也就是mFhvap
就是vap减去一个什么
hliq或者用hfg
就是它的蒸发潜热表达
还有一部分能量干什么
用于去加热液滴本身
就是我们叫Qi-l
也就是说我们表面
向液滴的传热
这两部分热量
那我们前面讲蒸发的时候怎么样
像纯蒸发的时候
我们把Qi-l去把它忽略了
我们刚才讲了
我们在讲燃烧的这部分
我们假设它不忽略
不忽略会怎么样
这部分我们怎么计算
就是有三种方法可以来计算
那么通常的传热内部的方法的话
一种方法就是我们称之为
叫洋葱皮的这么一种方法
是讲了什么意思
也就是说我们整个液滴
分成了两个部分
一部分是里边内部的温度
它就是T0
也就是它初始的温度
它永远保持不变
但它都内部在缩小
而外部有很薄的一层怎么样
是达到了什么
达到了沸点
而这一部分刚好
就是蒸发的这一部分
那么也就是说我进来的能量
使得什么
使得是从T0
蒸发的之后的
液滴从T0先到达了T
表面的Ts
再由Ts变成了气相
既用于蒸发
又用于这一部分质量的什么
从T0长到Ts
这样我们就可以求得了
这是一种我们把它称为
洋葱皮方法
所以你就很容易理解洋葱皮的话
Cpl就等于Ts减去T0
叫Qi-l
那么很容易就获得了
大家可以理解洋葱皮的这么过程
还有一种办法的话
它说我干脆就假设
整个液滴的温度都是相同的
液滴的行为
它是一个整体的行为
就是说我给它的能量
通通用于它的
整体的行为的提高
我们把它称为
叫集总参数的这么一种方法
那么它的怎么样
那么就等于它的Cpl dTs/dt
Ts要等于T
跟前面的温度一样
跟里边的温度一样
所以温度是均匀的
那也很容易就去获得了
那么第三种方案是什么样子
第三种部分
也是最简单的一种方法
它说液滴开始的时候
先不用蒸发
而一开始的热量全部用于什么
用于它本身的液滴的温度的升高
它有一个很短的时间
温度升高了先让它怎么样
变成沸点的温度
好 后面怎么样
这热环节不要了
后面的温度怎么样
就假设它全部用于蒸发了
温度就不变了
而实际上什么
qi-l就等于零了
所以这样的话
我们就可以进行求解了
好 这三种处理方法我们不管
我们刚才说了
把导热应该等于什么
等于mF乘上一个hfg
加上一个qi-l
是一个标准的表达式
我们就把它写出来
当然需要qi-l有三种方法
我们刚才已经知道
好 关键怎么样
把dT/dr要出来
就是什么
内区的温度分布
我们刚才已经获得了
那我们dT/drs怎么样
也能够获得
就是很复杂的式子
这个式子当然大家想一想
应该是怎么样子的
它温度应该是外边高
向里边的 对不对
温度梯度显然是一个负数 对不对
好 我们把温度梯度代进去
那么再把边界
两个边界条件代进去
就获得了什么
就这么一个式子
而这个式子怎么样
又是一个代数方程式
它代表了多少
有四个未知数
mF rf Tf Ts我们都不知道
但是在一个式子里面出来了
好 我们刚才说用质量守恒
已经有两个方程
这又增加了一个方程
但是未知数又增加了一个
三个方程我们刚才说
五个未知数还是不够 对吧
所以我们还要想
那我们接下来怎么样
我们来看看火焰表面怎么来
建立它的能量守恒方程
-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