快速反应模型讲解.ppt

3. 湍流燃烧模型 组分α的守恒方程 （3-1） 考虑一个单步不可逆反应 （3-2） 热力学参数平均量的守恒方程为 （3-3） （3-4） （3-5） Q是燃烧单位质量燃料的放热量。 燃料和氧化剂的消耗速率满足 （3-6） 燃料的质量反应速率 （3-7） 其中A是指前因子， 是反应的活化温度，b是温度 指数。 对 做泰勒级数展开 （3-8） （3-9） 其中 （3-10） （3-11） 则平均化学反应速率为 （3-12） 对某些特定的燃料问题，如超声速反应流或大气边界层 内的反应，温度可假定为常数，则式（3-12）可近似取 前两项 （3-13） （3-14） 称为分离因子，表征燃料和氧化剂之间的混合状况： 如果是完全分离，则 ； 如果是完全混合，则 。 3.1.1 湍流预混燃烧的快速反应模型 考虑一个单步不可逆反应 （3-15） 化学热力学状态只需用 ， 和 三个参数表征，其守恒 方程分别为： （3-16） （3-17） （3-18） （3-19） 对预混燃烧，流场中每点的燃烧状态可用反应进度一个 参数表征 或 （3-20） 如果Lewis（ ）数等于1 ，绝热，可压缩性影响可 忽略（焓方程中 ），那么（3-20）中的两个定义完 全相同，组分和能量方程可统一写成反应进度方程 （3-21） 或 （3-22） 反应进度平均量的方程 （3-23） 涡旋破碎模型（Eddy-Break-up model） Spalding（1971）,若 和 ，可以假定化学反应是瞬时完成，湍流燃烧区是由很多未燃气和已燃气微团组成的，平均化学反应速率取决于未燃气在湍流作用下破碎为更小微团的速率，即湍流混合时间 。 对贫燃料燃烧，燃料的平均消耗速率： （3-24） 是燃料质量分数脉动的方差，模型系数 ，