第03章 燃烧物理基础.ppt

文档介绍：第3章燃烧物理基础《燃烧学》2005年2月1学习燃烧物理基础,是因为:燃烧过程中的气体是多组份的伴有化学组分的生成与消失放热过程中热量的生成与传递火焰的传播和流动本章的内容:分子输运定律有化学反应的二维边界层守恒方程斯蒂芬流泽尔多维奇转换相分界面边界条件多组分反应系统相似准则2§3-1分子输运基本定律分子输运的基本定律是指:不考虑交叉输运现象时,分子输运过程所遵循的定律,即:(Newton)粘性定律如图,两无限宽\长的不可渗透平板相距\中间充满等温的流体B下平板固定,上平板以定常速度u运动实验发现:流体的速度由上平板处的u变到下平板处的零表明流速快的一层和流速慢的一层之间有剪切力流速慢的一层对流速快的一层有阻力单位面积上剪切力的大小和速度梯度u/y成正比即:固定板运动板u∞yBx牛顿粘性定律4牛顿粘性定律给出了剪切力与动量梯度间的关系牛顿粘性定律,即:是单位面积上的剪切力是动力粘性系数(也称动力粘度)u/y是速度梯度(也称剪切速率)负号表示动量传递与速度u增加的方向相反当为常数时,牛顿粘性定律可写为:=v式中(Fourier)导热定律相距的两个平行平板之间充满一种静止流体上板温度为T,下板温度为TW,且T>TW沿y方向上各层之间的温度不同由于温差,各层之间产生了热量交换。热量将从温度高的一层流向温度低的一层。单位时间内,单位面积上的热流量与温度梯度成正比,则有傅立叶导热定律:q=–T/yTWyT∞x图傅立叶导热定律热板冷板6q=–T/yq是单位时间单位面积上的热流量是导热系数T/y是温度梯度负号表示热流方向与温度增加的方向相反当、cp为常数时,傅立叶导热定律又可写为:q=–a(cpT)/ya=/cpa称为热扩散系数(Fick)扩散定律相距为的两个多孔的平行平板之间充满一种静止的等温流体B另一种与B温度相同的流体A从一边渗入(渗入浓度为CA)从另一渗出(渗出浓度为CAw)而且CA>CAw。由于浓度差存在,而产生扩散横坐标代表A的浓度这样在B中不同的层上,A的浓度不同yBCA∞CAWx图费克扩散定律8费克扩散定律费克扩散定律:单位时间、单位面积上流体A扩散造成的物质流与在B中流体A的浓度梯度成正比费克扩散定律可用下式表示,即:JA=–DABA/yJA表示单位时间内,单位面积上流体A扩散造成的物质流量DAB是A在B中的扩散系数A/y是浓度梯度负号表示扩散物质流的方向与浓度增加的方向相反。9考虑两种以上组份的多组份混合物扩散问题时常把第i种组份考虑为第一种组份把第i种组份以外的所有组份作为另一组份j近似地按双组份扩散问题处理扩散方程可写为: Ji=–Diji/y扩散系数Dij和各组份的成份及其浓度有关10