当前课程知识点:燃烧理论 > 第十章 液滴的蒸发与燃烧 > 10.4 一维蒸发控制燃烧 > 液滴动量守恒 模型总结
通过我们前面的讲解
我们知道它的气相的
随着这个距离的变化规律
把时间换成了距离的变化规律
包括液相随着距离
燃烧或者蒸发的规律
我们也都获得了
我们再来看一看
实际上我们这个液滴
它随着这个距离怎么样
一开始的话(运动)速度很快
它跟气相是什么呀
有不同的速度
那么气相就会对它作用
开始气相怎么样
是速度慢 液相的速度快
那么液滴在气相当中速度会降低
但后来由于燃烧
气相速度会加快
这会带着
液滴加速
而这个过程的话呢
它实际上是要通过什么呀
液滴的动量守恒
来表达它这样一个过程
表达过程
所谓动量守恒实际上就是什么
就实际上是它们的相对速度
会带来一个阻力
空气的阻力会对这个什么
液滴会产生这个力
而这个力的话
是带动它的速度的变化
而这个实际上是
Fd=mddvd/dt
这个就是F=ma
大家非常熟悉
这是牛顿第二定律
那么我们
我们要把什么
把dvd/dt要变成什么
dvd/dx
也就是随着空间域
那么这个差一个什么啊
就差一个vd
所以我们把它随空间域变化
Fd=mdvddvd/dx
好有了这样一个设置
我们就可以进行求解了
那关键是这个设置里边
它的这个力怎么去获得
那么这个F怎么去获得呢
F实际上就是什么
是它的空气阻力
那么我们用一个
空气阻力系数的概念
来表达它
那么这个CD这是一个
实验和理论总结出来的一个
一个关系式
实际上一般来说等于
24/Re加上一个
后面的两项
那么CD的话
得到了以后
那么它跟Fd是有关系的
这样的话
Fd就表达成CD的关系式
直接代进去我们就得到了
dvd/dx
随着CD的变化
这个式子就可以获得了
它的一个基本观点是跟相对速度的平方
成正比
有了这样一个式子
我们就可以获得它的一个
最基本的关系式
到现在为止
我们一起来总结一下
我们通过前面的这么一个推导
我们得到了什么
得到了一系列的
微分方程组
微分方程加上一些代数的方程
实际上我们有
一共有三个微分方程方程
首先是什么
液滴的直径的平方随着什么
x的变化规律
这个很容易理解
实际上也是它跟
蒸发有关系
那么dm'l/dx
跟它直接相关
这个大家非常熟悉了
这个就是第一个的微分方程组
那么我们可以得到什么
总的守恒方程
那么总的守恒方程
我们用什么来表达
用dΦ/dx
也就是说 当量比
随着x的一个变化规律
我们可以把它写出来
那么它当然也就直接
也是跟d(F/O)/dx相关联
也就是和燃空比相关联
那么我们有了这样一个式子
我们就得到了Φ的关系式
同样我们可以得到
能量的关系式
通过能量关系式
我们得到了dTg/dx的一个关系式
也就是说气相的温度
就可以得到Tg的关系式
当然hg
也就是气相的焓
跟Tg P Φ是相关联的
我们刚才都已经提到了
最后
得到了液滴的动量
也就是它的速度
也就是dvd/dx
随着速度梯度的变化
或者是相对速度的
一个平衡规律
我们刚刚获得的
好有了这三个
微分方程方程加上它的
所有的其它的代数方程
以及它的初始条件
我们就有可能进行求解了
当然这个求解的话
它是常微分方程组
有各种各样的方法
来进行求解
当然这里边我们还需要
很多的热力学的关系式等等的
这些的话呢
大家梳理一下
包括它的组分等等
都要去进行计算
那么就可以进行
进行计算了
下面的话我们就用一个例子
来看一看我们怎么来用
这样的关系式
当然这个一般来说
一定要用计算机来算的
-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