燃烧现象：火焰形成、传播和熄灭机制

目录
前言
撰稿人
第1章 引言：燃烧面临的挑战 1
第2章 燃烧诊断：解析燃烧化学的测量技术 4
2.1 引言 4
2.2 燃烧中间组分研究技术 5
2.2.1 光谱技术 6
2.2.2 质谱技术 7
2.3 示例结果 8
2.4 总结和结论 15
参考文献 16
第3章 可燃性极限：可燃混合气的着火和熄火极限 19
3.1 可燃性极限：火焰熄火研究历史与机理 19
3.1.1 引言 19
3.1.2 极限火焰向上传播 20
3.1.3 流动结构 21
3.1.4 热结构 23
3.1.5 火焰拉伸 24
3.1.6 向上传播火焰的熄灭机理 25
3.1.7 向下传播火焰的熄灭机理 27
参考文献 30
3.2 电火花点火及其火焰形成机理 31
3.2.1 引言 32
3.2.2 数值模型描述 32
3.2.3 计算结果 35
3.2.4 结论 42
参考文献 42
第4章 边界条件对火焰传播的影响 44
4.1 对冲预混火焰的传播 44
4.1.1 引言 44
4.1.2 层流火焰速度的确定 48
4.1.3 预热下层流火焰速度 50
4.1.4 总活化能的确定 53
4.1.5 结论 55
参考文献 56
4.2 涡旋中的火焰传播：沿涡核的传播速度 57
4.2.1 引言 57
4.2.2 火焰外观 62
4.2.3 火焰速度 66
4.2.4 Lewis 数效应 70
参考文献 71
4.3 边缘火焰 73
4.3.1 引言 73
4.3.2 非预混边缘火焰 76
4.3.3 预混边缘火焰 85
4.3.4 结论 85
参考文献 86
第5章 火焰传播过程中的不稳定现象 90
5.1 火焰传播的不稳定性 90
5.1.1 引言 90
5.1.2 火焰锋的稳定性和不稳定性 90
5.1.3 热声不稳定性 99
参考文献 107
5.2 微扰火焰动力学与热声不稳定性 110
5.2.1 引言 110
5.2.2 火焰声辐射和燃烧声学 111
5.2.3 实验装置 113
5.2.4 微扰火焰动力学 116
5.2.5 时间跟踪分析 122
5.2.6 当量比扰动下的相互作用 125
5.2.7 结论 126
参考文献 126
5.3 郁金香火焰：密闭管中的爆燃形态 129
5.3.1 引言 129
5.3.2 郁金香火焰的历史描述 130
5.3.3 相对较短的密闭管中的郁金香火焰 133
5.3.4 郁金香火焰不稳定的触发 135
5.3.5 结论 138
参考文献 138
第6章 不同的火焰淬熄方法 141
6.1 火焰在窄通道中的传播及其淬熄机理 141
6.1.1 引言 141
6.1.2 火焰形状和传播速度 143
6.1.3 当量比对淬熄距离的影响 144
6.1.4 火焰锋后热燃气区域的长度 145
6.1.5 死区 146
6.1.6 火焰曲率半径 147
6.1.7 近淬熄极限的燃烧速度 148
6.1.8 Peclet 数 149
6.1.9 数值模拟 149
6.1.10 火焰在淬熄极限下的行为和特性 151
6.1.11 结论 153
参考文献 153
6.2 湍流火焰淬熄：火焰淬熄准则 155
6.2.1 引言 156
6.2.2 实验过程 158
6.2.3 结果和讨论 159
6.2.4 结论 165
参考文献 165
6.3 对冲预混火焰的熄灭 167
6.3.1 动机和目标 167
6.3.2 非均匀扩散效应 169
6.3.3 边界条件的影响 171
6.3.4 脉动不稳定性引起的熄火 173
6.3.5 可燃性的基本极限 176
6.3.6 结论 178
参考文献 179
6.4 旋转圆柱形容器中的火焰传播：火焰淬熄机理 181
6.4.1 引言 181
6.4.2 旋转瞬态过程中容器内的流动结构 185
6.4.3 壁面与容器内气体间的传热 188
6.4.4 火焰对容器内流动的影响 188
6.4.5 火焰-流动相互作用 189
6.4.6 进一步研究的问题 191
6.4.7 结论 193
参考文献 193
第7章 湍流火焰 195
7.1 湍流预混火焰：过去几十年的实验研究 195
7.1.1 引言 195
7.1.2 三个基本问题 196
7.1.3 湍流火焰传播 200
7.1.4 稳定的斜湍流火焰 205
参考文献 215
7.2 非预混湍流燃烧 218
7.2.1 引言 218
7.2.2 射流火焰的基本特征 218
7.2.3 混合分数、耗散与有限速率化学反应 221
7.2.4 湍流结构和长度尺度 224
7.2.5 总结 229
参考文献 230
7.3 湍流燃烧的精细分辨率模拟 231
7.3.1 本节范围 231
7.3.2 DNS 232
7.3.3 非定常 RANS 方法 235
7.3.4 大涡模拟 237
7.3.5 展望 239
参考文献 239
第8章 燃烧和火焰形成的其他有趣例子 242
8.1 蜡烛和射流扩散火焰：重力和微重力条件下的燃烧机理 242
8.1.1 引言 242
8.1.2 历史概述 242
8.1.3 蜡烛燃烧过程 244
8.1.4 射流扩散火焰结构 246
8.1.5 杯形燃烧器火焰结构 250
8.1.6 结论 251
参考文献 251
8.2 火花点火发动机中的燃烧 254
8.2.1 引言 254
8.2.2 均质充量火花点火发动机 255
8.2.3 分层充量火花点火发动机 258
8.2.4 火花辅助压缩点火发动机 262
8.2.5 结论 263
参考文献 264
8.3 压燃式发动机中的燃烧 265
8.3.1 引言 265
8.3.2 传统压燃式发动机 267
8.3.3 高速压燃式发动机 274
8.3.4 预混 CI 发动机：超低排放概念 276
8.3.5 结论 278
参考文献 279
8.4 爆燃转爆轰 281
8.4.1 引言 281
8.4.2 光滑管中的 DDT 282
8.4.3 阻塞通道中的 DDT 287
8.4.4 DDT 判据 294
参考文献 295
8.5 爆轰 297
8.5.1 引言 297
8.5.2 胞格结构 298
8.5.3 爆轰波结构 299
8.5.4 横波的作用 303
8.5.5 胞格结构与起爆 303
8.5.6 传爆 304
8.5.7 热释放过程 306
8.5.8 旋转爆轰 307
参考文献 308
索引 311