第5章控制方程 T (K) molar fraction 2000 0.2 对流 对流 1500 对流 热传导 H,O 1000 CH 热传导 热传导 0.1 CO. 组分扩散 组分扩散 组分扩散 500 T CO 0 0 0.9 x(cm)1 0.95 初态 终态（平衡态） 反应物 燃烧产物 CH+air → 7C02+?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》5，控制方程 陈正(cz@pku.edu.cn) 2
《燃烧学基础》5，控制方程 陈正 (cz@pku.edu.cn) 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 第5章 控制方程 2 初态 终态(平衡态) 反应物 CH4+air T=300 K, P=1 atm 燃烧产物 ?CO2+?H2O+?CO… Tad=? P=? 化学反应动力学 化学热力学 热传导 组分扩散 对流 对流 对流 热传导 组分扩散 热传导 组分扩散
第5章控制方程 T(K) molar fraction 5.1输运过程 2000日 T 0.2 5.2控制方程 1500对流 热传导 H,O 5.3守恒标量方程 1000 CHa 0.1 组分扩散 cO, 5.4一维问题的简化方程 500 co 0 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》5，控制方程 陈正(cz@pku.edu.cn) 3
《燃烧学基础》5，控制方程 陈正 (cz@pku.edu.cn) 第5章 控制方程 3 反应物 CH4+air T=300 K, P=1 atm 燃烧产物 ?CO2+?H2O+?CO… Tad=? P=? 化学反应动力学 化学热力学 5.1 输运过程 5.2 控制方程 5.3 守恒标量方程 5.4 一维问题的简化方程 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 热传导 组分扩散 对流
第5章控制方程 Initial conditions and Reaction mechanism physical model of a Boundary conditions and kinetic data given problem Empirical input data Thermodynamic and and/or correlations Governing Equations: transport properties with a set of 1.Conservation equations assumptions 2.Equation of state 3.Transport equations Turbulence closure considerations Material properties and structural Intermediate solution for major variables.e.g..7.Y characteristics U.p.etc. Convergence criteria and numerical method Diffusion and transport mechanism Final Output:Flame structure,flame speed.flame surface area,mass (Kuo Acharya 2012) consumption rate,etc. "...to develop a validated,predictive,multi-scale combustion modeling capability to optimize the design and operation of evolving fuels in advanced engines." 建立准确的、具有可预测性的、多尺度燃烧模拟技术以实现对新型替代燃料 和高性能燃烧器的优化设计与应用 《燃烧学基础》5，控制方程 陈正(cz@pku.edu.cn)
《燃烧学基础》5，控制方程 陈正 (cz@pku.edu.cn) 第5章 控制方程 4 (Kuo & Acharya 2012) “…to develop a validated, predictive, multi-scale combustion modeling capability to optimize the design and operation of evolving fuels in advanced engines.” 建立准确的、具有可预测性的、多尺度燃烧模拟技术以实现对新型替代燃料 和高性能燃烧器的优化设计与应用
输运过程 ■ 输运现象指由于分子的随机热运动而导致宏观状态量（速度、温度、浓度 等)的空间分布发生变化。 Region 1 Region 2 C1>C2 C. 高浓度 → 低浓度 (Figure from internet) 《燃烧学基础》5，控制方程 陈正(cz@pku.edu.cn】 5
《燃烧学基础》5，控制方程 陈正 (cz@pku.edu.cn) 输运过程 5 输运现象指由于分子的随机热运动而导致宏观状态量(速度、温度、浓度 等)的空间分布发生变化。 C1 > C2 高浓度 低浓度 (Figure from internet)
输运过程 ■输运现象指由于分子的随机热运动而导致宏观状态量（速度、温度、浓度 等)的空间分布发生变化。 T1>T2 ■热传导 ■热对流 口自然对流 口强迫对流 ■热辐射 高温 → 低温 (Figure from internet) 《燃烧学基础》5，控制方程 陈正(cz@pku.edu.cn) 6
《燃烧学基础》5，控制方程 陈正 (cz@pku.edu.cn) 输运过程 6 输运现象指由于分子的随机热运动而导致宏观状态量(速度、温度、浓度 等)的空间分布发生变化。 T1 > T2 高温 低温 (Figure from internet) T1 T2 热传导 热对流 自然对流 强迫对流 热辐射