第4章反应系统化学与热力学耦合 T(K) molar fraction 250 2226K 2000 0.2 1500 H,O CH. 1000 co, 0.1 500f300KT 0 x(cm) 初态 终态（平衡态） 反应物 燃烧产物 CHa+air → ?C02+?H20+?C0.. T=300 K,P=1 atm Tad=?P=? 化学反应动力学 化学热力学 《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正(cz@pku.edu.cn 2
《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正 (cz@pku.edu.cn) x (cm) -5 0 5 10 0 500 1000 1500 2000 2500 0 0.1 0.2 CH4 CO2 H2O CO T (K) T T molar fraction 第4章 反应系统化学与热力学耦合 2 初态 终态 (平衡态 ) 300 K 2226 K 反应物 CH 4+air T=300 K, P=1 atm 燃烧产物 ?CO 2 + ? H 2O+ ?CO… Tad = ? P= ? 化学反应动力学 化学热力学
第4章反应系统化学与热力学耦合 4.1零维均质着火系统 4.2热着火理论 T(K) molar fraction 2000 T 0.2 4.3均匀搅拌反应器 1500 H,0 4.4均匀搅拌器中的着火与熄火 1000 CH. 0.1 co. 4.5柱塞流反应器 500 0.9 0.95 x (cm) 反应物 燃烧产物 CH+air → ?C02+?H20+?C0.… T=300 K,P=1 atm Tad=?P=? 化学反应动力学 化学热力学 《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正(cz@pku.edu.cn) 3
《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正 (cz@pku.edu.cn) 3 4.1 零维均质着火系统 4.2 热着火理论 4.3 均匀搅拌反应器 4.4 均匀搅拌器中的着火与熄火 4.5 柱塞流反应器 x (cm) 0.9 0.95 1 0 500 1000 1500 2000 0 0.1 0.2 CH4 CO2 H2O CO T (K) T T molar fraction ? 反应物 CH 4+air T=300 K, P=1 atm 燃烧产物 ?CO 2 + ? H 2O+ ?CO… Tad = ? P= ? 化学反应动力学 化学热力学 第4章 反应系统化学与热力学耦合
零维均质着火系统 Supply Pump 2500 0.02 ☒ [OH] 2000 1500 0.01 H202 lo] 1 atm 1000 750K H 500 Isothermal liquid bath 0.25 0.5 0.75 Time(s) ■ 零维均质：空间分布均匀，只随时间演变 ■ 实验：激波管、快压机（理想情况，受边界等因素影响） 《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正(cz@pku.edu.cn) 4
《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正 (cz@pku.edu.cn) 零维均质着火系统 4 Time (s) Temperature (K) Mass fraction of radicals 0 0.25 0.5 0.75 500 1000 1500 2000 2500 0 0.005 0.01 0.015 0.02 T [O] [H] [OH] H 2,O 2 1 atm Supply Pump 750K Isothermal liquid bath 零维均质：空间分布均匀，只随时间演变 实验：激波管、快压机（理想情况，受边界等因素影响）
零维均质着火系统 2500 0.02 [OH] 2000 R.Hanson,Stanford University 1500 0.01 Diaphragm Pressure transducers 1000 He CHa1O2IAr H Driver section Dirven section 500 (high pressure) (low pressure) 0.25 0.5 0.75 Time(s) 零维均质：空间分布均匀，只随时间演变 ■ 实验：激波管、快压机（理想情况，受边界等因素影响） 《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正(cz@pku.edu.cn)
《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正 (cz@pku.edu.cn) 零维均质着火系统 5 零维均质：空间分布均匀，只随时间演变 实验：激波管、快压机（理想情况，受边界等因素影响） R. Hanson, Stanford University Time (s) Temperature (K) Mass fraction of radicals 0 0.25 0.5 0.75 500 1000 1500 2000 2500 0 0.005 0.01 0.015 0.02 T [O] [H] [OH] Driver section Dirven section (high pressure) (low pressure) Diaphragm Pressure transducers He CH4 /O2 /Ar
激波管 Diaphragm Pressure transducers 00000 He CHa1O2IAr Driver section Dirven section (high pressure) (low pressure) Pt Incident Reflected 00 shock shock Incident shock g 0000. lgnition delay Reflected shock ■被测试燃气被入射激波和反射激波迅速压缩加热加压 ■宽广的温度压力范围：600~4000K,0.1~1000atm 《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正(cz@pku.edu.cn 6
《燃烧学基础》4，反应系统化学与热力学耦合 陈正 (cz@pku.edu.cn) 激波管 6 Driver section Dirven section (high pressure) (low pressure) Diaphragm Pressure transducers He CH4 /O2 /Ar Incident shock Reflected shock Incident shock Reflected shock Ignition delay P t O ig 被测试燃气被入射激波和反射激波迅速压缩加热加压 宽广的温度压力范围：600~4000Ｋ, 0.1~1000 atm