
【建】 constant volume combustion; constant-volume burning
恒定體積燃燒(Constant Volume Combustion)是熱力學和燃燒學中的核心概念,指燃料與氧化劑在密閉空間内反應時,系統容積保持不變的燃燒過程。該過程常見于理想化的奧托循環(汽油機工作原理),其能量釋放方式與定壓燃燒(如柴油機)形成對比。
從熱力學角度分析,恒定體積燃燒遵循封閉系統的能量守恒定律。燃燒釋放的熱量(Q)全部轉化為系統内能變化(ΔU),可用公式表示: $$ ΔU = Q - W $$ 其中功(W)為零(因體積無變化),故ΔU=Q。這一特性使其在理論模型中具有明确的數學描述優勢。
工程應用層面,恒定體積燃燒常被用于解釋火花點火發動機的工作循環。美國機械工程師學會(ASME)指出,此類燃燒過程能實現較高的瞬時熱效率,但因實際工況中存在熱量損失和壓力波動,真實發動機效率低于理想模型。劍橋大學燃燒研究所的實驗數據顯示,定容燃燒的峰值壓力可達初始值的5-8倍。
在燃燒化學領域,該過程涉及自由基鍊式反應的快速傳播。《燃燒物理學基礎》(Fundamentals of Combustion Physics)專著強調,定容條件下火焰傳播速度與壓力呈非線性關系,這區别于定壓燃燒的線性變化特性。NASA技術報告顯示,航天器推進系統中某些爆震燃燒模式也符合定容燃燒特征。
恒定體積燃燒(Constant Volume Combustion)是指在封閉系統中,燃燒過程發生時系統體積保持不變的化學反應。這一概念常見于熱力學和工程領域(如内燃機研究),以下是詳細解釋:
基本定義
燃燒本質上是劇烈的氧化反應,通常伴隨發光、發熱現象。 恒定體積燃燒的特殊性在于,反應過程中系統的物理體積不變,但壓力和溫度會顯著升高。例如,汽油機理想循環(奧托循環)中的燃燒階段即為典型的定容過程。
與普通燃燒的區别
常見應用場景
注意事項
實際工程中完全定容的燃燒難以實現,通常為理論模型。現代内燃機的燃燒過程可能結合定容與定壓特性(如柴油機的混合循環)。
提示:若需進一步了解熱力學公式或燃燒分類(如有焰/無焰燃燒),可補充說明具體方向。
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