03-2 燃烧系统分析方法与着火理论：自燃的孕育时间、强迫点燃理论

热自燃孕育时间

定义

1. 直观意义：指可燃物质由开始反应到燃烧出现的一段时间。
2. 定义：在可燃物质已达到着火的条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需的时间。
   
3. 图示着火孕育时间：
   
4. 散热系数对于着火孕育时间的影响：可以看出散热系数太大，会使拐点消失，永远不会着火
   

强迫点燃理论

强迫点燃和热自燃

• 强迫点燃的参数：点燃温度、点燃孕育时间、点燃浓度界限和点火源尺寸。
• 强迫点燃的影响因素：可燃物质的化学性质、浓度、温度、压力、点燃方法、点火能和可燃物质的流动性质等。
• 强迫点燃的方式：

1. 炽热物体点燃：点燃静止的或低速流动的可燃物质。
2. 电火花点燃：点燃低速流动的易燃的气体燃料，如汽油发动机中预混合气内的电火花点火。
3. 火焰点燃：点火能量大，在工业上应用广泛

炽热物体点燃理论

• 炽热物体点燃的条件：
  
  其中d是点火源的尺寸，Tw表示点火源温度（临界点燃温度），T0表示初始环境温度，Q表示气流发热量，E为活化能，k0为频率因子，C为摩尔浓度，n为反应级数，气体常数R=8.314J/mol，\(\lambda\)表示气体导热系数。
• 其他条件不变时，随着d↑，临界点燃温度Tw↓，可燃气体容易被点燃。
• Nu不变而α↑（散热增大），Tw↑
• λ ↑ （气体导热能力变强），Tw↑
• k0↓、E↑（燃料活性下降），Tw↑
• Q↑, Tw↓
• P↑（C↑）, Tw↓
• T0 ↑，Tw↓

强迫点燃的点火孕育期

1. 定义：当点火源与可燃气体接触后到出现火焰的一段时间。与点燃温度有关。
2. 可以仿照零维热自燃模型设定孕育时间，但是散热条件不再是常数。需要进行全场的求解分析，才能确定火焰最早在什么区域出现。