
【机】 combustion wave
blaze; burn; burnable; burning; burnt; combustion; flame; inflammation
【化】 burning; combustion
【医】 combustion
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
燃烧波(Combustion Wave)是指可燃物质在燃烧过程中形成的动态传播波状结构,其本质是化学反应能量释放与流体动力学相互作用的物理化学现象。从汉英词典角度解析,该术语对应英文"combustion wave",特指燃烧反应区以波动形式在介质中的传播过程。
在燃烧学领域,燃烧波的传播遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒三大基本定律,可用以下控制方程组描述:
$$ frac{partial rho}{partial t} + abla cdot (rho mathbf{v}) = 0 $$ $$ rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + mu abla mathbf{v} $$ $$ rho c_p frac{partial T}{partial t} = abla cdot (k abla T) + Q $$
该现象在工程实践中具有重要应用价值,如内燃机燃烧室设计(参考《Internal Combustion Engine Fundamentals》)、航空航天推进系统(中国航天科技集团研究报告)以及火灾安全防控研究(《火灾科学》期刊)等领域均有深入探讨。美国物理联合会(AIP)的《流体物理学》期刊最新研究指出,燃烧波的稳定性与Lewis数和Markstein长度存在直接关联,这一发现为控制爆燃现象提供了理论依据。
燃烧波是预混可燃气体中由化学反应驱动的传播波,其本质为能量释放与物质转化的动态过程。根据传播速度和特性不同,可分为以下两类:
一、基本定义 燃烧波是预混可燃气体混合物中由化学反应驱动的传播波,其核心特征是化学反应区通过波的形式传播到未燃气体中。这种波既包含流体动力学特性,又包含化学反应动力学特性。
二、主要分类
缓燃波(爆燃波)
爆震波(爆轰波)
三、数学描述 根据Rayleigh线方程,燃烧波的传播速度与压力、密度关系可表示为: $$ frac{p_b - p_u}{v_b - v_u} = -rho_u D $$ 其中$p$为压力,$v$为比容,$rho$为密度,$D$为燃烧波速度,下标$b$和$u$分别代表已燃和未燃状态。
四、实际应用 在燃烧设备中(如本生灯),当气流速度与燃烧波速度匹配时形成稳定火焰。若气流速度低于燃烧波速度,可能引发逆火(回火)进入管道导致爆炸,这种现象常见于燃气设备操作失误时。
五、安全意义 燃烧波的传播速度直接关系到燃烧稳定性,在工业燃烧器设计中需要精确控制预混气体流速与燃烧波速度的平衡关系,防止发生爆震或回火等危险工况。
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