工程燃烧学工程燃烧学 (27).ppt
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1、www.islide.cc1第八节 燃烧反应控制区 以碳粒的燃烧为例,其步骤如下:(1)氧扩散到碳表面;(2)扩散的氧被碳表面吸附;(3)碳与氧发生化学反应;(4)燃烧产物解吸附;(5)燃烧产物向外扩散。燃料燃烧所需的全部时间由二部分组成:(1)燃料与空气混合所需的扩散时间;(2)燃料氧化的化学反应时间。若不考虑这两种过程在时间上的重叠,整个燃烧过程所需时间为:燃烧中,根据 和 大小,可以将多相燃烧分成三种燃烧控制区域,即:动力燃烧控制区、扩散燃烧控制区和过渡燃烧控制区。一、动力燃烧控制区当 时,则整个燃烧时间即可近似地等于氧化反应时间,即 ,这种燃烧称为化学动力燃烧或动力燃烧。l动力燃烧区域
2、发生在低温区,在动力燃烧控制区中,氧气浓度足够高,化学反应速度较慢,燃烧反应速度决定于化学反应速度,可以认为与扩散速度无关。强化燃烧的方式根据阿累尼乌斯定律,反应速度常数k取决于温度,它随燃烧过程温度的升高而增大得很快。因此,在动力燃烧区域,反应速度w将随温度T的升高而按指数关系急剧地增大。在此区域内,提高温度是强化燃烧反应的有效措施。当 时,则整个燃烧时间近似等于扩散混合时间,即 ,这种情况可称为扩散燃烧。燃烧过程的进展与化学动力因素关系不大,而主要取决于流体动力学的扩散混合因素。也就是说,此时燃烧反应的温度已经很高,化学反应能力远大于扩散能力。二、扩散燃烧控制区强化燃烧的方式如果燃烧过程中
3、的燃料初始浓度值不变,则加强通风速度,可使扩散速度系数增大。因此,在扩散燃烧区域,要强化燃烧,就必须加大风速,加强燃料与氧的扰动混合。三、过渡燃烧控制区当 时,则整个燃烧时间等于扩散混合时间与化学反应时间之和,即 ,这种情况称为过渡燃烧控制区。强化燃烧的方式在过渡燃烧控制区内,氧的扩散速度和燃料的化学反应速度较为接近,即氧的扩散速度常数与化学反应速度常数k值相比,哪一个都不能忽略。要强化这个区域的燃烧,提高温度和强化燃料与氧的扰动混合,同样都是重要的措施。小结燃烧反应控制区间动力燃烧控制区、扩散燃烧控制区和过渡燃烧控制区控制区间强化燃烧的方式动力燃烧控制区提高温度扩散燃烧控制区强化扰动过渡燃烧控制区提高温度、强化扰动
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