当前课程知识点:燃烧理论 >  第十二章 湍流燃烧入门(选修) >  12.5 湍流预混火焰 >  火焰稳定

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火焰稳定

下一节:射流火焰

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火焰稳定课程教案、知识点、字幕

好 我们现在开始的话呢

就讲一个在湍流预混火焰里边

非常重要的一个概念

就是火焰的稳定

我们知道一般来说

在正常的层流预混火焰

火焰稳定就很容易

我让它的什么

火焰传播速度

和我当地的流速什么 相等

那我就保证是火焰稳定了

但你湍流了以后

会发现什么现象

这个火焰的传播速度怎么样

在发生变化

湍流火焰速度实际上是发生变化

发生脉动的

那个湍流的速度

湍流本身的速度也在脉动

那这个的稳定

就会显得非常之复杂

比如我们实际上扩散

或者叫非预混火焰里边

我们实际上并没有讲这个

层流的时候

没有讲它的火焰稳定性

对于湍流的这个火焰的话呢

也有稳定性问题

就局部很难就做到

而且它不是说任何时候都不稳定

烧一段时间

突然就会灭火

因为它很多随机

它的湍流火焰传播速度

也在发生变化

湍流脉动速度也在发生变化

在某一个不巧的时候

它就会出现怎么样

不稳定的现象

所以它对不稳定的这个火焰

稳定的要求怎么样

大大就提高了

这个本身就非常之复杂

我这里边呢

怎么去分析

怎么去研究

这件事情可能暂时就不讲

我就讲一些火焰稳定的

一些基本方法 基本方法

那么大概的一些方法的话呢

一个的话呢

就是最常用的就是低速的旁路

就什么

速度降低 我就旁路

使得这里边的什么呀

火焰能够稳定住

还有一个常见的方法呢

就是燃烧去加耐火

也就是提高什么呀

提高整个火焰区域的温度

这个肯定是可以提高稳定性的

第三种方法什么

我加一个非流线体

这火焰怎么样

使它产生回流

就是后面就是产生一个

低速的回流区

火焰就可以稳定住

还有一种方法呢

我们也非常常见

现在很多可能旋流燃烧器

那么旋流也是一个

非常常见的一种方法

那么一旋转

大家知道中间就会产生一个什么

低压的区域

就产生回流

另外一个呢

还有一种办法

我在里边什么

直接拿一个射流倒着转

倒着吹

我们直接引起一股什么

引射出一个回流流动

一个低速区

也可以稳定燃烧

当然还有很多比如流动面积突扩

就是我产生一个回流流动

我突然就增加

这边上就会产生两个涡区

像这种呢都是非常好的方法

那这个就是一个非常典型的

我们在工业上已经是用的很多的

这是火焰稳定式的

一个工业上用的燃烧器

你看下半段你就可以看出来

它是一个什么

它有就是旁路的这个喷嘴

有左火焰旁路喷嘴

那么前面呢是一个气体的混合器

这样的话呢

保证这个旁路喷嘴呢

这个地方呢

产生一个小的火焰

能够保证像一个值班火焰

就稳定在那边

保证了整个火焰大的火焰

不会灭掉

即使灭掉以后

又重新会很快点燃

就保证整个火焰是稳定的

用一个钝体

也就是说我加一个非流线体

非流线体什么呀

它绕流就会产生一个

回流区对不对

中心那个回流区是低速区

它就可以保证怎么样

火焰就可以很好的传播

这是一个非常漂亮的火焰

中间是一个回流区

那么后面的话呢

就是有火焰传播的这个

这个实际上很小

只有12.5毫米

也就非常小的一个小孔

就可以实现这样一个

整个的一个火焰的稳定

通过一个钝体尾迹

很多很多的各种各样的钝体

比如这是一个通过旋流

刚才我们说了

一旋转怎么样

中心就会产生一个低压区对不对

低压区你如果在这里边

有着火的话

那就整个就会非常非常稳定

那么这是一个什么

就是用各种各样的喷射的口

我们刚才说了

包括往回出的口

就是产生了什么

产生不同的回流

这中间的话

产生很多很多的小的回流区

小的回流区

这是一个非常常见的一种方法

各种不同的孔

就中间就产生很多的回流

那么也是产生一个非常稳定的

这样一个火焰的结构

还有很多了

就包括刚才我提到

比如像钝体

实际上也很多不同的

流线性的钝体

比如我们早期在清华大学

徐旭常院士

就发明这个船体的燃烧器

就是也是一种钝体

包括早期比如像在航空发动机

沙丘驻涡

它实际上也是一种

利用这样一种形式的一种燃烧器

都可以大大的稳定火焰

这都是各种各样的

火焰稳定的方法

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

火焰稳定笔记与讨论

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