04-3 气体燃料燃烧：湍流火焰燃烧

湍流燃烧火焰特点

• 发光区较厚，火焰轮廓较模糊，存在弯曲皱折
• 火焰面有抖动，火焰长度也显著地缩短
• 燃烧过程中伴有噪声在湍流中
• 预混可燃气体的火焰传播速度比层流时大许多倍

Re数对火焰传播速度的影响

1. Re﹤2300，属于层流燃烧，火焰传播速度的大小与Re数无关；
2. 2300≤Re≤6000，火焰传播速度与Re数的平方根成正比，小尺度(或小规模)湍流燃烧；
3. Re﹥6000，火焰传播速度与Re数成正比，大尺度(或大规模)湍流燃烧

关于湍流燃烧的理论

1. 湍流火焰传播的皱折表面燃烧理论
   1）湍流的脉动作用使火焰变形，火焰前锋面发生弯曲和皱折，显著增大了已燃、未燃气体接触的焰锋表面积，增大了反应区，使火焰传播速度vT增大；
   2) 湍流作用使得热传导速度及活性物质扩散速度加快，强化了热、质交换，促使vT增大；
   3) 湍流脉动促使燃气与燃烧产物快速混合，缩短了混合时间，使火焰本质上成为均匀可燃混合物。
   
2. 湍流火焰传播的容积燃烧理论
   1）湍流扩散导致不可能维持层流火焰结构，已不存在将未燃可燃物与燃烧产物分开的火焰面；
   2）在整个气团内存在着快慢不同的燃烧反应，达到着火的气团整体燃烧，未达到着火条件的在脉动中被加热并达到着火燃烧；
   3）火焰不是连续的薄层，但到处都有；
   4）各气团间互相渗透混合，不时形成新微团，进行着不同程度的容积化学反应

湍流扩散燃烧