《讲液体燃烧》PPT课件

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1、工程燃烧学张启波液体燃料燃烧的一般特征液体燃料由于运输，储存方便，热值高，易操作控制，污染少，广泛应用于交通运输、化工、冶金、动力部门。液体燃料燃烧的着火温度远高于它的沸点温度（如汽油，干点温度200ºC，着火温度780K）。燃料的活化能远大于气化热(如汽油，1281>335kJ/kg)因此，液体燃料总是先蒸发后着火的，即燃烧总是在气态下进行的。汽油机为准预混合的燃烧。柴油机以扩散燃烧为主。提高扩散速度是提高扩散火焰燃烧的关键。工程上采用压力喷射法。如柴油机，为200MPa，实现细化。柴油机扩散燃烧过程的几个阶段滞燃期I：混合、焰前反应急燃期II

2、：多点着火燃烧缓燃期III：扩散速度控制后燃期IV：残余混合气燃烧，对发动机性能不利第七章液体燃料的燃烧技术§7-1液体燃料的雾化§7-2雾化燃烧的过程§7-3燃油喷咀§7-4液体燃料燃烧装置§7-5液体燃料喷咀的设计计算第一节液体燃料的雾化§7-1液体燃料的雾化燃烧方法：液体燃料雾化燃烧经历雾化、蒸发、混合、着火和燃烧几个阶段。雾化目的：增大液滴的比表面积，加快蒸发速率。燃烧速率取决于蒸发速率蒸发表面积减小滴径雾化本节主要包括以下内容：一、雾化方法二、雾化机理三、雾化质量指标§7-1液体燃料的雾化一、雾化方法常用的雾化方法有：1、机械式-

3、压力式2、气动式-介质式3，其它方法1、机械式雾化利用油压从喷孔高速喷出，或以旋转方式使油流加强扰动而使油得到雾化。压力越高，雾化越好，油压一般为1~5MPa，甚至更高。分直流式、离心式、转杯式三种。利用转杯高速旋转产生的离心力将油流雾化。转杯速度一般为3000~6000rpm(转/分）2、气动式-介质式利用空气或蒸汽作为雾化介质，将喷出的油流雾化。分高压、中压、低压三种方式。高压：雾化介质压力在1105pa以上，一般使用蒸汽压力要高；中压：雾化介质压力在1104~1105pa；低压：雾化介质压力在3103~1104pa。3、其它方法对

4、冲式：利用两股高速液体射流互相冲击，或一股高速射流与金属板冲击进行雾化。震动式：利用声波、超声波等作用，使液体震动、分裂而雾化。二、雾化过程（机理）是一物理过程，机理很复杂。主要是油滴受外界空气动力-外力(包括阻力、拉伸力)和液体燃料内力(表面张力和粘性力)相互作用的结果。外力的作用促使油滴扭曲变形，在紊流作用下，凸出部分会脱离油滴主体，分裂成小油滴。外力包括：油压形成的向前推进的力、空气阻力和油粒的重力。内力作用是力图阻止扭曲变形，使其保持完整性。因此，当外力超过内力作用时，油滴分裂，一直分裂到各油滴内力与外力达到平衡为止。二、雾化过程（机理）

5、雾化的过程实际上就是外力、内力逐渐平衡的过程例如离心式机械喷咀喷出的油膜上存在两组扰动波。第一组沿射流方向发展，第二组沿切线方向发展，它与第一组波相垂直，具有横向运动的特点，这组波力图把油膜分裂成为由喷咀轴线向外分散的扇形射流，并出现环圈状的分裂。这种环圈是一种不稳定的运动形式。在外力作用下，分裂成液滴。随着相对运动速度的增大，不稳定扰动的波长缩短，环圈厚度变薄，获得较细的油滴。二、雾化过程（机理）三、雾化质量指标1、喷雾锥角（雾化角）2、喷雾射程3、燃料的分布特性4、雾化颗粒细度-平均颗粒5、雾化颗粒的均匀度6、雾化颗粒尺寸分布特性1、喷雾锥角

6、（雾化角）喷雾锥角：喷咀出口到喷雾矩外包络线的两条切线之间的夹角，称为雾化角。条件雾化锥角：以喷口为中心，L为半径的圆弧与外包络线的交点与喷口中心联线的夹角。用ij表示。L=100mm的条件雾化锥角用100表示。喷雾锥角对燃烧的影响：根据燃烧室大小和混合条件决定。(1)燃料与空气不易均匀混合时，取大一些这样便于吸入空气，改善颗粒细度。1、喷雾锥角（雾化角）问题：过大，燃料会喷射到燃烧室壁面上，造成积灰和结焦。(2)对小型燃烧室，雾化角不宜过大(500~800)(3)雾化角不宜过小，当过小时，中心易产生缺氧，形成热分解。1、喷雾锥角（

7、雾化角）2、喷雾射程喷雾射程：是指水平方向喷射时，喷射液滴丧失动能时所能到达的平面与喷口之间的距离。(1)雾化角大和雾化很细的喷雾矩，射程短。(2)密集的喷雾矩，射程长。3、燃料的分布特性燃料的分布特性是指在射流某截面上燃料流量密度沿径向的变化规律。流量密度：单位面积和单位时间内喷射的油量，g/cm2s、cm3/cm2s。燃料的分布特性与喷咀结构、喷射参数有关。4、雾化颗粒细度雾化颗粒细度表示喷雾液滴粗细的程度，采用平均滴径概念。常用的平均粒径有：(1)索太尔(Sauter)平均直径(SMD)(2)质量中间直径(MMD)(1)索太尔(Sauter

8、)平均直径(SMD)按平均直径ds计算的液滴群的总体积与总表面积的比值，恰好和实际液滴群的总体积与总表面积的比值相等，即：(1)索太尔(