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燃烧学讲义燃烧物理基础.ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 燃烧物理基础,4.1,传质学基础,4.2,湍流物理模型及计算,4.3,三传,的比拟,4.4,自由射流中的混合与传质,4.5,旋转射流中的混合与传质,4.6,钝体射流中的混合与传质,4.7,平行与相交射流的混合与传质,1,4.1,传质学基础,物质由高浓度向低浓度方向的转移过程称为,传质,,也称为,质量传递,。,传质的两种基本方式:,分子扩散传质,和,对流传质,。,2,扩散的基本定律,传质的推动力是组分的浓度梯度。

2、组分,i,的浓度通常用,质量浓度,i,kg/m,3,或,摩尔浓度,C,i,kmol/m,3,来表示。,对于混合气体,,可见在等温系统中,组分的摩尔浓度与分压成正比。,3,费克(Fick)第一定律,质量基准 总质量浓度,为常数,摩尔基准 总摩尔浓度,C,为常数,对于一维扩散,4,费克(Fick)第二定律,质量基准,对于一维扩散,摩尔基准,对于一维扩散,5,质扩散率,费克中出现的,质扩散率,D,,表征物质扩散能力的大小,是个物性参数。它的数值取决于扩散时的温度、压力及混合物系统的性质,主要依靠实验来确定。,一般只用到二元混合物的质扩散率,有半经验的计算公式,在已知,p,0,T,0,条件下的,D,0

3、时,推算,p,T,条件下的,D,6,对流传质及传质系数,流体流过壁面或液体界面时,如果主流与界面之间有浓度差,就引起传质。这种传质称之为,对流传质,。,流体与界面间传质通量可如下定义,与传热中的牛顿冷却公式形式相同。,7,浓度边界层,在对流传质中,在界面上也象热边界层一样会形成浓度边界层。扩散介质的浓度变化主要发生在浓度边界层之内。,8,重要的准则数,普朗特准则数,施密特准则数,对流传热的努谢尔特数,对流传质的舍伍德数,9,管内强制对流湍流换热的公式,管内强制对流传质的公式,10,4.2 湍流物理模型及计算,4.2.1,湍流的物理本质,脉动,1883,年,雷诺(,Reynolds,)首先发现

4、了粘性流体存在着两种不同的流动状态,层流和湍流,当,Re=,wd,/,Re,lj,时,由定常的层流流动非定常的紊流流动,湍流。,湍流的特征:流体质点的速度,w,大小、方向和压力,p,都随时间,不断地变化,有时流体微团还会绕其瞬时轴无规则、且经常受扰动的有旋运动,所以在流体中明显出现很多集中的漩涡,不断地产生,消灭,再产生,再消灭。这种瞬息变化的现象称为脉动。,实验还发现湍流状态下,速度,w,、压力,p,、某组分物质的量,m,及流体的温度,T,总是在一个平均值上下不断的脉动。,11,是瞬时真实速度,w,(或者压力,p,)对时间的积分中值:,即 及,及,12,脉动的特性:,(1),速度脉动,w,(

5、或,p,)对时间的平均值(时均值)为,0,。即,(2),速度脉动,w,的时均根值,(3),流场中任意一点上的两个不同方向上的速度脉动如,w,x,、,w,y,的乘积的时间平均值,只有当 (非湍流)或,13,流场中,任意相距,y,的两点,1,和,2,上,其相关性用,e,12,表示,当,y,=0,时 ,;,当,y,时 令,e,12,=0,,说明点,1,与点,2,湍流无关。,14,速度脉动,w,x,决定湍流中的“三传”过程,湍流切应力,湍流正应力 动量传递,湍动度,湍流热通量 热量传递,湍流传质通量 质量传递,其中:,w*,某一特征速度,c,比热,m,流体某一组分 物质量的脉动量,另外两个主要量:,湍

6、流动能,湍流耗散,15,4.2.2,湍流的数学描写,雷诺方程式,粘性不可压缩流体连续性方程和运动微分方程,Navier-Stokes,方程,按牛顿第二定律:,惯性力,=,重力(体积力,)+,压力(表面力),+,粘性力,连续方程:,运动方程,:,X,方向:,Y,方向:,Z,方向:,16,时均化处理:,考虑在湍流状态下,流体质点的不定常湍动,因此必须对各参数进行时均化处理。按上述方程式从左向右进行时均化。,惯性力,17,时均化处理:,第一项,第二项,同理:第三项时均化后:,第四项时均化后:,(时均值不随时间变化),18,时均化处理:,重力项,压力项,粘性力项,19,时均化处理:,连续方程时均化后为

7、X方向,可以合并,由湍流脉动引起的附加应力,20,附加应力与粘性力合并后得:雷诺方程组,连续方程,X,方向,Y,方向,Z,方向,21,结论:,加上连续方程,方程数为,3+1=4,,而未知数为,10,个,10,个未知数,3,个时均速度,1,个时均压力,3,个湍流正应力,3,个湍流切应力,要能求解运动方程及连续方程必须补充六个方程,湍流附加应力方程,22,4.2.3 湍流附加应力的假设,普朗特混合长度理论(,0,方程模型),动量转移理论,等效湍流粘性力假设(,0,方程模型),23,普朗特假定,湍流切应力的大小是由流体微团速度脉动,w,y,引起的在,l,范围内横向动量转移来确定的。,认为:在混合

8、长度范围内,w,x,w,y,w,z,是同一个数量级,则,24,普朗特假定,湍流切应力,混合长度,l,的物理意义为:,因速度脉动,引起流体任两层之间的纵向速度差,w,正好等于纵向速度脉动,w,x,时,该距离称混合长度,l,混合长度,l,需要通过实验测量,对管内流动,在层流底层,,l,很小,而在充分湍流的中心区域,,l,很大。,25,归纳:,(,1,),湍流切应力,(,2,),当的地方,湍流切应力,=0,(,3,)除壁面附近的流动外,出现湍流切应力最大值的地方,速度梯度也最大。,(,4,)切应力的正负符号与的相同。,26,等效湍流粘性力假设,Bossinesq,假定湍流附加切应力也正比于平均的横向

9、速度梯度,并引进等效湍流粘性系数,t,和,t,与普朗特混合长度理论比较,27,等效湍流粘性力假设,把 代入雷诺方程,其粘性项是两项之和,即,是流体的物性,一般为常数,虽流体种类和温度,T,而改变,.,t,不是流体物性,而是湍流的特性。,t,=,f,(,Re,x,y,z,粗糙度,),一般,t,通过实验求得。,28,引入一个实验确定的量,l,或,t,,使得方程组变为:,连续方程与动量方程,方程数为,3+1=4,4,个未知量,3,个时均速度,1,个时均压力,方程组得以封闭,可以求解。因为增加了,0,个方程,所以称为,0,方程模型,。,29,常用的两方程模型:,K,-,模型,30,其中,,模型常数的取

10、值见表,0.09,1.44,1.92,1.0,1.3,31,其它模型,雷诺应力模型,代数应力模型,大涡模型,均需要用数值方法进行求解,32,4.3“,三传,”,的比拟动量热量质量比拟对照:,传热原理,动量传递,传热量,W,或,J/s,传质量,mol/s,或,kg/s,傅立叶公式,牛顿公式,Q,=,T,f,源动力,速度差,温度差,浓度差,速度梯度,1/s,温度梯度,K/m,A,传热面积,m,2,浓度梯度,mol/m,4,A,质量传递的面积,m,2,Q,传热量,J/s,放热系数,J/m,2,s,K,T,温差,K,f,传热面积,m,2,传质量,mol/s,zl,质量交换系数,m/s,c,浓度差,mo

11、l/m,3,f,质量交换面积,m,2,33,4.3.1,分子运动扩散与湍流扩散,当,ReRe,lj,,流体间的相互作用和混合主要靠,分子运动扩散,,又称,内迁移现象,。用运动粘性,,热扩散率,a,(导温系数),质量扩散系数,D,来表示,单位都是,m,2,/s,按分子运动论,说明分子运动扩散的“三传”引起的速度场、温度场和浓度场分布规律一样,34,对多原子气体:,其中,,为动力粘性,,c,v,为定容比热,,k,为绝热指数。,代入,Pr,数中:,35,当,ReRe,lj,:湍流运动扩散分子运动扩散,,充分湍流,分子运动扩散可忽略,在湍流情况下,引入湍流,t,,,a,t,,,D,t,,和,Pr,t,

12、Sc,t,,,Le,t,来反映其“三传”。由于湍流的动量,热量和质量扩散均源于脉动和漩涡,可近似认为,:,D,t,t,a,t,=,lw,,,Pr,t,Sc,t,Le,t,1,36,实验发现:,(,1,)与 均小于,1,,说明:动量交换过程不如热量和质量交换更强烈,温度和浓度混合边界层比速度边界层发展得快。,(,2,)由于,Le,t,=,a,/,D,1,,说明:温度和浓度边界层的发展十分相近,可以用传热过程的基本规律近似描写质量交换。,,,37,“三传”比拟举例,1,、从,处向,C,球表面扩散,O,2,气,质量扩散是一确定值,第一种物理模型:从远方(,)通过分子扩散传递 球面上(,r,0,表

13、面上),第二种物理模型:从远方(,)对流扩散到球面上(,r,0,表面上),两种方式传递量相等,传质平衡,边界条件:,当,r,=,时,,C,=,C,当,r,=,r,0,时,,C,=,C,0,38,第一种模型,积分,同时,根据第二种模型 又等于球表面上的对流质量交换量,可见,说明颗粒越细,表面质量交换(,zl,)越强烈,39,有相对运动时的情况,动力工程燃烧中,一般煤粉或油雾与空气的相对速度比较小(也就是Re比较小),可以认为,40,例,2,:利用热交换过程比拟性,用温度场模拟浓度场。,如研究两股射流的混合实验,通过实验混合边界层中任一点浓度,C,。,C,1,和,C,2,是被比拟的实际两股气流的浓

14、度,T,1,和,T,2,是被比拟的实际两股气流的温度,m,1,和,m,2,是被比拟的实际两股气流的在空间中混合后的质量分数,41,在湍流扩散的流场中,温度场和浓度场可以用相同的方程来描述,所以,可以用温度场模拟浓度场。,用不同温度,T,1,T,2,实验,实测混合点,xy,处的温度,T,xy,(介于,T,1,和,T,2,之间,,T,1,T,xy,T,2,)分布与浓度,C,xy,相似,42,实例:,T,1,=60,,,T,2,=,室温,20,,实测,xy,点的,T,xy,=50,实际,C,1,=3mol/m,3,,,C,2,=2mol/m,3,那么,C,xy,=2.75mol/m,3,求出所有点的

15、温度场分布,T,(,x,y,),就代表浓度场的分布,C,(,x,y,),。,43,4.4自由射流中的混合与传质,4.4.1,自由射流的形式,自由射流的形式:,自由射流指流体从喷口射入(,1,):无限大静止空间(空间流体速度为,0,)(,2,):不在受固体边壁限制,而淹没在周围流体介质中。流体介质与空间介质相同。,44,根据流体力学的实验研究,有两个基本特点:,自由射流中任意断面的轴向速度,w,x,横向速度,w,y,。射流中的速度,w,轴向速度,w,x,。,自由射流内部压力,p,=,周围介质压力,p,。,45,4.4.2,射流中心动量守恒条件,研究射 流混合对传质的影响,自由射流积分(动量守恒)

16、条件:任意断面上动量(流率)是一个常数。其值恒等于主射流喷口断面上以,w,1,计算的初始动量(流率)。,46,推论,推论,1,:,同样按射流相似性原理可以推出伴随流(包括自由射流)热焓差和浓度差守恒条件。,即,其中,,i,2,c,2,分别为大空间的热焓和浓度;对圆射流,k=1,,对平面射流,,k=0,。,推论,2,:,对等温伴随流射流:,T,1,=T,2,=T,,,1,=,2,=,,上述三守恒条件中等式两端的密度,可以约去。,推论,3,:,对等温自由射流:,T,1,=T,2,=T(,1,=,2,=,),,,w,2,=0,。动量守恒条件,47,推论,推论,4,:根据湍流射流的特性,描述射流中的动

17、量,热量,质量交换的普遍二元微分方程和连续方程,t,,,a,t,,,D,t,,,湍流运动粘性系数,导热系数和扩散系数,48,边界条件:,当,y,=0,w,=,w,zs,i,=,i,zs,c,=,c,zs,(,轴线上时,),当,y,=,R,(,b,),w,=,w,2,i,=,i,2,c,=,c,2,(,外边界时),圆形射流,k=1,,平面射流,k=0,,以上是数值计算的基础。,49,4.4.3,自由射流中的混合与传质,大,表明与周围介质的湍流混合愈强烈。,实验归纳:,其中,决定于射流喷口截面形状的系数,a,决定于喷口速度均匀程度的湍流结构系数,(1),射流扩展角,2,50,实验结果如下,喷口截面

18、形状,截面形状系数,湍流结构系数,a,扩展角,2,圆截面,(轴对称射流),(长宽比,35,2.4,b=2.4,ax,收缩很好的喷嘴,0.108,3210,平面壁上的锐缘狭缝,0.118,51,(2),射流断面上的速度分布,相似性,测量出,R,和,w,zs,,可求出任意断面上任一点,y,的速度,w,,,y,任意断面上任一点的速度和坐标位置,w,zs,,,R,任意断面上轴心线上的速度和边界层半宽度,52,(3),射流轴心线上参数,(,w,zs,),变化,根据自由空间射流动量守恒,f,w,2,df,=,w,2,1,f,1,,可以推导出自由射流与周围介质间湍流混合所引起动量、热量和质量交换沿射流轴心线

19、参数变化的规律,在射流断面上,w,zs,=,w,1,R,/,R,0,=3.3,53,(4)湍流射流的卷吸特性,对不等密度射流,其中:,q,m,为卷吸入射流的流体质量,,,q,m,1,为从喷口喷出的质量,,为被卷吸流体密度,,1,为喷出流体密度,,,d,0,为喷口当量直径,,,s,为距喷口的距离,对等密度卷吸(,=,1,),q,v,为卷吸后的体积流量,q,v,1,为初始喷射体积流量,54,5,)不等温轴对称自由射流,煤粉炉一次风、二次风向炉内的喷射,按动量守恒,热焓差守恒条件得,,无量纲速度、温差、浓度差衰减加快,射程,55,主要结论:,(1),把热射流(,T,1,)射入冷空间(,T,2,)中,

20、即,无量纲轴心速度,w,zs,衰减快,且随有,w,zs,无量纲轴心温差,T,zs,衰减快,且随有,T,zs,无量纲轴心浓度差,C,zs,衰减快,混合强烈,且随有,C,zs,(2),把冷射流(,T,1,)射入热空间(,T,2,)中,即,三个无量纲量,w,zs,,,T,zs,,,C,zs,衰减慢,混合慢,射程长。随衰减很慢。,如锅炉中的二次风,从燃烧供,O,2,的角度应用高,T,1,(应可能高)的空气,以加强湍流混合和传质(供,O,2,),有利于燃烧,从组织炉内气流流动工况角度,相反,应用低一些的空气(,T,1,),衰减慢,有足够的扰动范围,保证气流流动。,56,(5),气、固,(,液,),两相射

21、流中的混合与传质,颗粒只有几十微米,或随风流动,对射流流场不影响,可视为自由射流,因此适用积分守恒条件和射流分布相似性规律,,由于射流中有固(液)颗粒,射流轴心线上速度衰减减慢(即与周围介质混合传质减慢)。一次风中燃料浓度增加,会使得燃尽更加困难,火焰长度变长。,某断面轴心线上的燃料浓度,C,zs,=,化学当量比下的理论燃烧浓度,C,lr,时,燃烧才完全。此时该断面的距离,ax,/,R,0,称理论燃尽火焰长度),以质量流量计算,任一断面上轴心线上浓度,C,zs,是断面平均浓度的,1.5,倍。所以,,空气和燃料的分布是不匹配的,要使得射流中各处的燃料都有充足氧气,必须过量空气系数大于,1,。,5

22、7,4.5,旋转射流中的混合与传质,4.5.1,旋转射流中的混合与传质的特性,旋转射流中的混合与传质形成:一边旋转一边前进(轴向运动),便形成了旋转射流,58,速度分布:,射流断面上分成两部分:,射流内部:有旋运动,r,0,,,w,0,r,r,1,,,w,w,1,外侧部分,无旋运动,r,r,1,,,w,w,1,r,,,w,0,59,横断面上压力分布,先研究外侧部分,势位流动区,按伯努利方程:,外边壁,p,任意点,,w,r=,w,1,r,0,=,常数,把任意点的 代入上式,得任意点的压力,显然边界处,r,=,r,0,结论:交界处的压力,p,r,0,比大气低,半径,压力,切向速度,任意点的参数,r

23、p,w,分界处的参数,r,1,P,r0,w,1,外边界,R,p,w,=0,60,横断面上压力分布:,轴向压力分布:,在确定的速度环量 ,=2,Rw,下,61,在一定的速度环量下,在喷口附近负压很大,,在射流中心有一个回流区,62,研究中心部分,刚体运动区,径向压力梯度,d,p,/d,r,=,惯性离心力,=,积分,当,r,=,r,0,时,,又,积分常数,代回,得,63,结论:,核心区,,中心处压力比大气压力,p,要低于交界处动压头的两倍()。,64,4.5.2,旋流射流的主要试验结果,1,、试验研究表明:角动量的轴向通量的(旋转动量矩),G,和轴向动量矩,G,x,均遵守守恒条件:,65,2,、

24、旋流强度,S,工程上用旋流强度来反映旋流射流的强弱程度,其中,R,为定性尺寸,各国,R,取值不一样,,S,数值有差异,通常为计算方便,常用喷口处平均的,w,和,w,x,计算。,也有人用,w,/,w,x,来反映旋转强弱。,66,弱旋转射流:当,S0.6,出现双峰分布。,经验公式:,67,强旋射流:S0.6,最大特征,出现中心回流区,速度和压力都按,1/,x,k,衰减,即:,w,1/,x,k,;其中,w,包括轴向、切向、径向速度;,p,1/,x,k,实验结果:,轴向,径向,切向,压力,p,k,k,1,2,4,68,喷口形状的影响,回流量,回流区直径,半张角,长度,l/d,不带扩口,小,小,0,0,

25、带扩口,大,大,35,度,1,2,无扩口的喷口,有扩口的喷口,69,4.6,钝体射流中的混合与传质,2.6.1,钝体射流的形成,钝体即指非流线型物体。,钝体射流指流体经过非流线型物体时,在钝体下游的减速扩压流动中,由于反压力梯度的作用,引起边界的脱离而形成负压,造成回流旋涡区。,在主流区与回流区进行着强烈的动量、热量和质量的交换。,70,4.6.2,钝体几何参数对平均流动特性影响的主要试验结果,。,钝体张角,2,:,对回流区长度,L,,宽度,(,即零流线,0)H,及回流质量流率,R(R,回流量,q,mh,/,主流量,q,mo,),影响很灵敏,,回流区宽度,H,,长度,L,和回流量,R,都,阻塞

26、率,(b/B),2,的影响,:,升高,R,升高,,L/d,减小。,71,4.7,平行与相交射流的混合与传质,4.7.1,平行与相交射流混合与传质的动力学条件,当两个或两个以上射流组,其轴线平行,称为平行射流,轴线成一定角度相交称相交射流,当交角为,180,度则称反向气流,72,两股平行射流,平均速度分别为,w,1,和,w,2,,按照普朗特混合长度理论,用 来反映其湍流粘性,其中,R,为混合边界层厚度。在射流流动中,混合长度,l,/,边界层厚度,R,=,常数。所以湍流切应力,湍流切应力间接表征了湍流中流体微团的混合,73,两股平行射流湍流混合的强弱决定于:,两者的动压比 ,它是湍流扩散(三传)的

27、动力(能量)来源,它的增加会导致流体微团可在更大尺度范围内湍流相关,且混合边界层愈偏于动压小的一侧。当动压比趋近于,1,时,由于动压差引起的湍流扩散已经十分微弱,只能靠射流自身原始扰动度来维持,决定于射流自身动压 ,它是射流内部进行三传的动力(能量)源。一般自身湍动度总是维持射流内部的小尺度湍动。,系数,k,,决定于射流喷口的结构特征和速度分布特征,74,相交射流,相交射流以一定角度相交,在各自惯性力作用下相互碰撞和混合,完成“三传”,这个惯性力比湍流切应力要大数百倍。,射流等值核心区被强烈破坏。“三传”升高。,射流变形,压扁,混合边界层很快波及到射流轴心线区,“三传”升高。交角,越大压扁越厉

28、害。,两射流轴心线相交后,合成一股射流,同时具有最大的变形后的周边。所以与周围介质“三传”也加强。,结论:,相交射流混合传质的动力学条件是两射流的动量(流率)比,M=1,时混合最强烈,。,75,本章总结,组织好工程燃烧过程的思路:,化学反应的温度、物质浓度条件不同,则化学反应的速度、反应路线和产物不同。因此,需要合理运用控制传热和传质的方法,精确地设计并控制燃烧过程中的温度分布和物质浓度分布,从而实现对燃烧速度和产物的控制。,所以,工程燃烧学需要重点关注混合与传质过程。,各种工程燃烧过程的混合与传质的特性各不相同,需要用实验进行研究分析。但是,典型的燃烧组织过程有着共性的规律。,76,速度脉动

29、w,x,决定湍流中的“三传”过程,湍流切应力,湍流正应力 动量传递,湍动度,湍流热通量 热量传递,湍流传质通量 质量传递,其中:,w*,某一特征速度,c,比热,m,流体某一组分 物质量的脉动量,另外两个主要量:,湍流动能,湍流耗散,77,实验发现:湍流的“三传”过程是相似的,但也存在差异,(,1,)与 均小于,1,,说明:动量交换过程不如热量和质量交换更强烈,温度和浓度混合边界层比速度边界层发展得快。,(,2,)由于,Le,t,=,a,/,D,1,,说明:温度和浓度边界层的发展十分相近,可以用传热过程的基本规律近似描写质量交换。,,,78,在没有化学反应的流场中,可以用温度场模拟浓度场。,如

30、研究两股射流的混合实验,通过实验混合边界层中任一点浓度,C,。,C,1,和,C,2,是被比拟的实际两股气流的浓度,T,1,和,T,2,是被比拟的实际两股气流的温度,m,1,和,m,2,是被比拟的实际两股气流的在空间中混合后的质量分数,79,自由射流的传质:,(1),把热射流(,T,1,)射入冷空间(,T,2,)中,无量纲轴心速度,w,zs,衰减快,且随有,w,zs,无量纲轴心温差,T,zs,衰减快,且随有,T,zs,无量纲轴心浓度差,C,zs,衰减快,混合强烈,且随有,C,zs,(2),把冷射流(,T,1,)射入热空间(,T,2,)中,三个无量纲量,w,zs,,,T,zs,,,C,zs,衰减慢

31、混合慢,射程长。随衰减很慢。,如锅炉中的二次风,从燃烧供,O,2,的角度应用高,T,1,(应可能高)的空气,以加强湍流混合和传质(供,O,2,),有利于燃烧,从组织炉内气流流动工况角度,相反,应用低一些的空气(,T,1,),衰减慢,有足够的扰动范围,保证气流流动。,80,气、固,(,液,),两相射流中的混合与传质,颗粒只有几十微米,或随风流动,对射流流场不影响,可视为自由射流,因此适用积分守恒条件和射流分布相似性规律,,由于射流中有固(液)颗粒,射流轴心线上速度衰减减慢(即与周围介质混合传质减慢)。一次风中燃料浓度增加,会使得燃尽更加困难,火焰长度变长。,某断面轴心线上的燃料浓度,C,zs,

32、化学当量比下的理论燃烧浓度,C,lr,时,燃烧才完全。此时该断面的距离,ax,/,R,0,称理论燃尽火焰长度),以质量流量计算,任一断面上轴心线上浓度,C,zs,是断面平均浓度的,1.5,倍。所以,,空气和燃料的分布是不匹配的,要使得射流中各处的燃料都有充足氧气,必须过量空气系数大于,1,。,81,旋转射流的流动与传质,流场存在两个区域:类似刚体旋转的核心区,和类似自由涡的外围区,中心存在负压区,因此有回流区存在,旋转射流的射程比同等条件的直射流短,旋流强度的增大有利于前期混合,但会缩短射程,扩口有助于形成较大的回流区,82,钝体张角,2,,回流区宽度,H,,长度,L,和回流量,R,都,阻

33、塞率,(b/B),2,的影响,:,R,,,L/d,。,83,两股平行射流湍流混合的强弱决定于:,两者的动压比 ,它是湍流扩散(三传)的动力(能量)来源,它的增加会导致流体微团可在更大尺度范围内湍流相关,且混合边界层愈偏于动压小的一侧。当动压比趋近于,1,时,由于动压差引起的湍流扩散已经十分微弱,只能靠射流自身原始扰动度来维持,决定于射流自身动压 ,它是射流内部进行三传的动力(能量)源。一般自身湍动度总是维持射流内部的小尺度湍动。,系数,k,,决定于射流喷口的结构特征和速度分布特征,84,相交射流,相交射流以一定角度相交,在各自惯性力作用下相互碰撞和混合,完成“三传”,这个惯性力比湍流切应力要大数百倍。,射流的核心区被强烈破坏。“三传”升高。,射流变形,压扁,混合边界层很快波及到射流轴心线区,“三传”升高。交角,越大压扁越厉害。,两射流轴心线相交后,合成一股射流,同时具有最大的变形后的周边。所以与周围介质“三传”也加强。,结论:,相交射流混合传质的动力学条件是两射流的动量(流率)比,M=1,时混合最强烈,。,85,

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