04-1 气体燃料燃烧：扩散火焰与预混火焰、层流火焰传播速度
扩散火焰与预混火焰的火焰形式
- 扩散火焰：燃料和氧化剂边混合边燃烧，这时由于扩散作用对燃烧起控制作用，又称扩散燃烧。
- 预混火焰：燃料和氧化剂预先混合好，这时化学动力学因素对燃烧起控制作用，亦称动力燃烧。
可以看出火焰区别，层流外表面相对光滑，湍流外表面不平整；部分预混火焰有内焰和外焰；全预混火焰不明亮；层流火焰冒黄光。
随着当量比的增加，部分预混火焰会更短，有明显内外火焰，当量比大于1以后，没有内外焰，而且火焰不那么明亮。
层流火焰传播速度
火焰传播
- 火焰传播问题：在可燃混合物中借助于外加能源使其局部着火，而后着火部分向未着火部分输送热量及活性粒子，使之相继着火燃烧，此即火焰传播问题
- 火焰传播原理：火焰前锋内剧烈的燃烧化学反应使其在边界上产生了很大的温度和浓度梯度，从而导致了强烈的热质交换。热质交换又引起了邻近混合气的化学反应，由此形成了化学反应区在空间的移动，故火焰传播是一个复杂的物理化学过程
- 火焰传播的形式
- 缓燃 (正常传播):火焰锋面以导热和对流的方式下传热给可燃混合物引起的火焰传播，也可能有辐射（煤粉）。传播速度较低 (1~3m/s)，传播过程稳定
- 爆燃:绝热压缩引起的火焰传播，是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度升高而引起化学反应，从而使燃烧波不断向未燃气推进，传播速度可接近或达到声速
- 火焰前锋：未燃气体和已燃气体的分界面，亦称火焰前沿、火焰锋面
传播速度
其中第一项表示在不同x上的导热热流，第二项表示由新鲜燃气通过v0携带过来的燃气总量产生的热焓的变化率，第三项表示燃烧反应的放热。
区域一：预热区
区域二：燃烧区
物理意义：将流速为\(v_0\)，密度为\(\rho _0\)，比热为\(c_p\)的气流从初始温度\(T_0\)加热至着火温度\(T_B\)所需要的热量=火焰锋面向新鲜燃气导热热量
红色公式即为层流燃烧速度计算公式。