燃烧空气动力学
空气动力学和燃烧研究的新进展
空气动力学和燃烧研究的新进展首先，气动外形优化是空气动力学研究的一个重要领域。
通过对空气动力学的深入研究，科学家们可以设计出更小的气动外形，以降低空气阻力。
这对于提高飞机和汽车的速度和燃油效率非常重要。
同时，气动外形优化还可以减少噪音和震动，提升乘客的舒适度。
近年来，计算流体力学（CFD）技术的不断发展，使得气动外形优化变得更加精确和高效。
其次，燃烧效率的提升是燃烧研究的一个关键问题。
传统燃烧技术所产生的废气和污染物对环境和人类健康造成严重影响。
因此，科学家们致力于开发新的燃烧技术，提高燃烧效率同时降低污染物的排放。
一种新的燃烧技术是超声波助燃燃烧。
超声波能够将燃料和氧气的混合更加均匀，从而促进燃烧反应的进行。
另外，高温燃烧也是燃烧效率提升的一个重要途径。
高温能够提高燃料的反应速率，进而提高燃烧效率。
最近，利用高温等离子体燃烧技术已经取得了很大的突破。
此外，《巴黎协定》的签署和全球对气候变化的日益关注，促使科学家们研究对环境友好的燃烧方法。
其中一种方法是利用可再生能源作为燃料。
太阳能和风能等可再生能源正在得到广泛应用，可以替代化石燃料，减少二氧化碳等温室气体的排放。
此外，生物燃料也是一种环保的燃烧方式。
生物燃料是利用植物和动物等可再生资源制成的燃料，具有低碳排放和循环利用的特点。
最近，科学家们还研发出了一种基于微生物的燃烧技术，可以利用微生物将有机废弃物转化为生物燃料，实现废物的资源化利用。
综上所述，空气动力学和燃烧研究的新进展涉及了气动外形优化、燃烧效率提升和环境保护等方面。
随着科学技术的不断发展，空气动力学和燃烧技术将会不断突破新的局限，并为我们的生活和环境带来更大的改善。
【2017年整理】燃烧学复习重点
第一章燃烧化学反应动力学基础1、什么叫燃烧？2、浓度和化学反应速度正确的表达方法？化学反应速度如何计量？3、什么是单相反应、多相反应、简单反应、复杂反应、总包反应？4、质量作用定律的适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解质量作用定律？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。
5、什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？6、常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？7、试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。
8、惰性组分如何影响化学反应速率？9、Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解Arrhenius定律？10、什么是活化能？什么是活化分子？它们在燃烧过程中的作用？11、图解吸热反应和放热反应的活化能与反应放热（吸热）之间的关系。
12、什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？13、描述氢原子燃烧的链式反应过程。
14、试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合编程技术，绘制氢原子浓度随时间变化的图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。
并讨论：分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？15、烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？什么样的烃类燃烧时更容易发生析碳反应？如何防止烃类燃烧析碳？16、图解催化剂对化学反应的作用。
17、什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？18、什么是燃料的低位发热量和高位发热量？19、试用本章的知识解释，从燃烧学的角度来看，涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？20、过量空气系数（a）与当量比（b）的概念？21、燃烧过程中，有几种NOx的生成机理？第二章燃烧空气动力学基础——混合与传质1．为什么说混合与传质对燃烧过程很重要？2．什么是传质？传质的两种基本形式是什么？3．什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导热定律、费克扩散定律）4．湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？5．试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下，和周围气体换热的Nu数，以及和周围气体进行传质的Nu zl数。
航空航天领域中的空气动力学研究
航空航天领域中的空气动力学研究空气动力学是航空航天领域中的重要研究方向，它涉及飞机、火箭等飞行器在空气中的运动和力学特性。
通过对空气动力学的深入研究，我们可以更好地理解和掌握飞行器的运行原理，从而提升航空航天技术的发展水平。
一、空气动力学的基本概念1.空气动力学的定义和研究对象空气动力学是研究飞行器在空气中的运动和相互作用的科学。
它涉及到飞行器的气动力、气动特性以及与空气的相互作用。
2.空气动力学的基本方程空气动力学的研究依赖于一系列基本方程，包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
这些方程通过数学模型描述了飞行器与气流之间的关系。
二、空气动力学的研究方法1.实验方法实验方法是空气动力学研究中最常用的方法之一。
通过搭建试验装置和测量设备，我们可以对飞行器在空气中的运动和力学特性进行直接观测和测试。
2.数值模拟方法数值模拟方法是近年来空气动力学研究中的重要手段。
借助计算机技术和数值计算模型，我们可以对飞行器的运动和气动力进行数字化仿真和模拟，从而获得更准确的研究结果。
三、空气动力学在航空工程中的应用1.飞机设计空气动力学的研究结果对飞机的设计起到至关重要的作用。
通过分析飞机在不同速度、空气密度和气流环境下的运动特性，我们可以优化飞机的结构和气动外形，提高其飞行效率和稳定性。
2.火箭发动机设计火箭发动机是航天器的重要组成部分，而火箭发动机的性能直接受到其周围气流的影响。
空气动力学研究可以帮助我们预测和优化火箭发动机的工作状态，提高其推力和燃烧效率。
四、空气动力学的挑战与前景1.超音速和高超音速飞行超音速和高超音速飞行是航空航天领域中的重要挑战。
空气动力学研究可以帮助我们克服超音速飞行过程中的空气动力学问题，如空气动力加热和阻力增大等，从而实现更快、更高效的飞行。
2.新材料与新技术应用随着航空航天技术的不断发展，新材料和新技术的应用给空气动力学研究提出了新的挑战和机遇。
例如，复合材料的运用可以提高飞行器的强度和轻weight量，而新技术如3D打印和智能材料的应用则可以为空气动力学研究带来更多创新。
空气动力学的基本概念及其应用
空气动力学的基本概念及其应用空气动力学是研究空气对物体运动的影响以及通过空气流动产生的力的学科。
在工程领域，空气动力学被广泛应用于飞机、火箭、汽车、建筑物等的设计与优化。
本文将介绍空气动力学的基本概念以及其在不同领域中的应用。
一、空气动力学的基本概念1. 空气流动：空气动力学研究的核心是空气的流动行为。
空气可以被视为由无数微小分子组成的气体，其流动受到多种力的作用。
通过研究空气分子之间的相互作用以及其运动方式，我们可以了解空气流动的规律。
2. 动力学基本方程：空气动力学的研究基于质量守恒、动量守恒和能量守恒的基本方程。
这些方程描述了空气流体中质量、动量和能量的守恒关系，通过求解这些方程，我们可以推导出空气流动的特性。
3. 升力和阻力：在空气动力学中，升力和阻力是两个重要的概念。
升力是垂直于空气流动方向的力，它使得物体能够在空中飞行或产生上升力。
阻力是与空气流动方向相反的力，它会消耗物体的动能。
4. 压力和速度场：空气动力学研究的另一个关键概念是压力和速度场。
压力场描述了不同位置处空气分子的压力分布情况，速度场则描述了空气在不同位置处的流速。
通过研究压力和速度场的变化，我们可以了解空气流动的行为。
二、空气动力学的应用1. 飞机设计：空气动力学在飞机设计中起着至关重要的作用。
通过对飞机外形和机翼气动特性的研究，可以优化飞机的升力和阻力性能，提高飞机的飞行效率和燃油利用率。
同时，空气动力学研究还可以帮助设计更稳定和安全的飞机。
2. 汽车设计：空气动力学也被广泛应用于汽车设计中。
通过对汽车外形、车底流动以及空气阻力的研究，可以降低汽车在高速行驶中受到的阻力，使汽车更加省油和稳定。
此外，空气动力学还可以帮助改善汽车的操控性能和行驶稳定性。
3. 建筑设计：在建筑领域，空气动力学研究可以帮助优化建筑物的通风和隔热性能。
通过研究建筑物外形、风荷载和空气流动的关系，可以设计出更加节能和舒适的建筑环境。
此外，空气动力学研究还可以帮助预测大风对建筑物的影响，提高建筑物的抗风能力。
燃烧空气动力学
第三，各个方向的脉动速度与平均速度 也显著不同。对平均速度而言，是W 大大 低大于Wy 和 Wz 。而脉动速度的分布却 是 W W W 。虽然 W 最大，但三个方向 的脉动速度值基本上处于同一数量级。
x
' ' '
'
x
y
z
x
2．射流的动量交换 运动和物质是不能分离的。我们在说 明物体的运动状态时，必须注意到物体的 质量和它的运动速度两个方面。而动量mw 就包含了这两个参数。
对于在气流中进行的燃烧过程来说， 紊流起着重大作用。它能够决定气体交换 现象和混合现象的性质和速度。当燃烧过 程是在扩散区进行时，紊流也能够决定燃 烧过程在该状况下的性质和速度。
第三节直流射流及其组合的 空气动力学
通常，燃烧过程中应用的射流都是紊流的， 也就是说在这种射流中有分子微团的不规则运动。 其主要特征是，除了射流流体作整体运动外，还 有分子微团的纵向脉动和横向脉动，特别是横向 脉动对射流中的转移现象起着主要的作用。 下面将分别研究各种直流射流的空气动力学。 除特别指出者外。这些射流都是流入具有静止介 质的无限空间的，其静止介质的物理属性和温度 都与射流的相同。
Wx Wx Wx ' W W ' Wy y y W W ' Wz z z
把气流真正速度分为平均速度和脉动 速度有如下的优点：（1）瞬时的真正速度 值是不稳定的，它随时间而变化，因而使 理论研究很困难。这样代换后，可以在大 多数情况下假定流体的流动是准稳定的。 （2）试验研究时测量瞬时的真正速度值比 较困难，而工程上只须知道平均速度就行 了，而无须知道其脉动速度，这样问题就 要简单得多。
对于形状较复杂的燃烧设备来说，在 更低的雷诺数下就可能过渡到紊流工况了。 此时流动的主要特征是气流分子微团作无 规则的混乱运动，而气流内各点的温度、 速度、浓度、压力等参数都随时间而变化。 混合过程此时已不是决定于分子的扩散而 是决定于分子微团的扩散即紊流扩散。
回转窑煤粉燃烧器空气动力学的分析与研究(二)
专题 论
径 的增加 而增加 的 涡流 ，其 径 向扩 展 比 自由射流 的 径 向扩展 更迅 速 。 自由涡 流恰 与此相 反 ，切 向速度 随半径 的增加 而减 小 ，压 力场平 衡着 离心力 ，不会 产生 内部 回流旋涡 。燃烧 器采 用不 同 的旋 转装 置 ， 在 喷 口附 近 的切 向速 度分布 图形是 不 同的 ，其 火焰
（ 收稿 日期 ：２０ — １ ０ ０ ９ １－ ４）
第二代纯低温余热发电技术采用较高的主蒸汽 压力和温度 ，提高了热力系统的效率 ，同第一代发
２１
２ １ 年 第３ ００ 期 Ｎ ． ２ １ ｏ３ ００
江旭 昌 ：回转窑煤 粉燃烧 器 空气动力 学 的分析 与研究 （ ） 二
的稳 定性 也就不 同。 图１是蔡吉尔和比尔采用切向进 口环形燃烧器 ５
进行试验所测得的速度和静压的分布曲线 ， 表明旋 流强 度越大 ，速 度分布 曲线就 越 ” 。
另外 ，旋 流射流 会使卷 吸量 增加 ，同时当旋 流
论
／ ／
８
．
一０ — —４ —２ 一８ ４ ３ ６
回转窑煤粉燃烧器空气动力学的分析与研究 （ 二）
江旭 昌 天津市博纳建材高科技研 究所 （０ ４ ０ ３０ ０ ）
２１ ．１旋 转 射 流
实际上是轴线上 的分速度 ，称 为 “ 向分速 ”；二是 轴 径 向分 速 ，它 是单 元气 体 与射 流 轴线 间距 离 的变 化 速度 ；三是切 向分速 ，它是 沿着 以射流 袖线 匕 一 点为圆心的并通过周 围 匕 莱 点Ａ 的切线方 向的分速 。
电技 术 相 比 ，余 热 发 电能力 大 幅提高 ，系统 的适 应
性 、可靠 性也较 好 。
空气动力学实验方法的介绍
空气动力学实验方法的介绍空气动力学实验方法是用来研究气体在运动中的力学规律以及与固体表面相互作用的科学方法。
这种方法在航空航天、汽车工程、建筑设计等领域具有重要的应用价值。
下面将介绍几种空气动力学实验方法的原理和应用。
1. 风洞实验风洞实验是最常见和常用的空气动力学实验方法之一。
其原理是利用风洞设备模拟真实环境中的气流，通过对模型进行测试，以了解在真实条件下物体受到的气流冲击力、升力、阻力等参数。
风洞实验可以提供精确的气动力数值，用于飞行器的设计和改进，汽车的空气动力学性能评估等。
2. 射流实验射流实验是一种基于喷气原理的空气动力学实验方法。
它通过将高速气流喷射到模型表面，观察气流与模型表面及周围介质的相互作用，研究气体流动的特性。
射流实验广泛应用于燃烧室设计、火箭发动机喷口设计等领域，可以提供有关射流边界层、射流分离和循环等问题的重要实验数据。
3. 液晶法测量液晶法测量是一种利用液晶分子的光学特性来研究气体流动的方法。
液晶是一种特殊的有机分子材料，具有光学各向异性特性。
当液晶分子受到外界作用力时，其分子排列会发生变化，从而改变光的传播路径和颜色。
通过将液晶材料涂覆在模型表面上，可以实时观测流场中的压力分布和气流的流动状态。
液晶法测量在飞行器外形优化、风能利用等领域具有广泛的应用前景。
4. 数值模拟方法数值模拟是在计算机上运用数学模型和物理方程对流体流动进行仿真的方法。
空气动力学领域的数值模拟方法主要有有限元法、有限差分法和有限体积法等。
这些方法通过离散化方程组，模拟气体的流动情况并计算相关的气动参数。
数值模拟方法具有高效、灵活、经济的特点，广泛应用于气动力学研究和工程实践中。
综上所述，空气动力学实验方法包括风洞实验、射流实验、液晶法测量和数值模拟方法等多种形式。
通过这些实验方法可以研究气体在运动中的力学规律，获得相关的气动力参数，为航空航天、汽车工程等领域的设计和改进提供有力支持和指导。
随着科学技术的不断发展，这些实验方法将继续在未来的空气动力学研究中发挥重要作用。
空气动力学与热力学研究及其应用
空气动力学与热力学研究及其应用空气动力学与热力学是现代科学技术中非常重要的学科之一，而它们的研究和应用也在人们的日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
1. 空气动力学空气动力学是以研究高速气体流动与汽车、飞机、火箭等交通工具、自行车、游泳等人体运动技术为主要对象的一门学科。
它涉及到力学、流体力学、热力学等多个学科知识，主要研究空气对运动物体的影响。
在空气动力学研究中，有一项非常重要的工作是流场数值模拟。
流场数值模拟是空气动力学的一项重要研究手段，它可以通过计算机模拟流场，以便更好地解析空气动力学问题。
通过对空气动力学的研究，我们可以更好地设计车辆、飞机等交通工具的空气动力学特性，并提高其运动的效率和安全性。
2. 热力学热力学是研究热、功和能量转化关系的学科，主要研究物质状态变化和能量传递等问题。
对于热能的研究和应用已广泛应用到各行各业中，比如汽车引擎的工作原理就是利用燃烧产生的热能驱动发动机，提供动力。
热力学还涉及到再生能源领域。
比如太阳能热发电，就是将太阳辐射热转化为电能的过程，其主要原理就是利用光伏发电和光热发电。
而热泵技术则是将空气、水或土壤中的低温热能通过热回收技术提取出来，再利用热压缩或吸附等方式提高低温热能的温度，以实现供热、供冷等多种能源利用方式。
3. 空气动力学与热力学应用案例空气动力学和热力学在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。
比如化工生产中的反应器，需要在其内部提供热源或冷却源以控制反应速度和反应物的转化率。
这时，我们可以利用空气动力学和热力学的知识来设计反应器的热效应，控制反应器的温度。
在汽车工业中，空气动力学被用于车辆的设计。
通过对车辆的外形和车轮速度等参数进行研究，可以使车辆行驶时耗能降低，从而提高汽车的燃油效率。
另外，当车辆行驶时发动机的燃烧也会产生大量的热能，热力学在汽车工业中的应用可以将这部分热能再次利用，比如在汽车排气管中使用回收装置，将废气热能转化为电能，达到节能环保的效果。
《空气动力学》课件
1
喷管内的空气动力学基础
2
探索喷管中的气流加速和压力变化，为喷
气发动机和火箭的设计提供基础。
3
燃烧室内的空气动力学基础
研究燃烧室内的空气流动特性和压力分布， 为燃烧过程的优化提供依据。
空气动力学基本方程
介绍流体力学和空气动力学的基本方程， 包括质量守恒、动量守恒和能量守恒等等。
空气动力学应用
飞机机翼的空气动力 学
《空气动力学》PPT课件
空气动力学是研究物体在气流中运动的科学。探索空气动力学的基本概念、 应用领域以及对飞机和汽车等工业的重要性。
概述
空气动力学概述
了解空气动力学的定义和基本原理，包括流体 力学和空气动力学的关系。
应用领域
探索空气动力学在航空、汽车、火箭和建筑设 计等领域中的应用。
空气动力学基础
2 空气动力学现象的研究方法
探索研究空气动力学现象的实验和数值模拟方法。
3 毒性风险的影响因素
讨论空气动力学现象对毒性风险的影响因素，包括气流速度、颗粒物浓度和颗粒物分布测量
介绍测量汽车表面压力分布的实验方法和仪器。
2
汽车空气阻力的计算
探索计算汽车空气阻力的数值模拟方法和常用公式。
分析机翼的气流分布和升力产 生，探索如何优化飞机的机翼 设计。
空气动力学在航空工 业中的应用
探索空气动力学在飞机设计和 性能提升中的重要性。
空气动力学在汽车工 业中的应用
研究汽车的空气阻力和流线型 设计对燃油效率和驾驶体验的 影响。
空气动力学现象
1 空气动力学现象的分类
介绍不同类型的空气动力学现象，如升力、阻力、卡门涡街等。
3
汽车空气动力学在车身设计中的应用
研究空气动力学在改善汽车操控性、燃油效率和安全性方面的应用。
chapter9讲义燃烧室空气动力学
9.2 燃烧室空气动力学燃烧室空气流动在燃烧室的设计和性能方面非常重要，如果有一个好的空气动力学的设计，并且与喷雾匹配良好，则燃烧室的气动热力性能就不会有太大的问题。
在燃烧室机匣内，头部端壁（含旋流器）和火焰筒壁面将燃烧室的流动分为两个部分，头部端壁、火焰筒以及机匣中的流动称为外部流动，而头部和火焰筒内部的流动称为内部流动。
见图9.26所示。
图9.26 燃烧室的内部流动和外部流动外部流动的主要特征是扩压降速，并保证流动均匀，不发生分离，为内部流动提供良好的进气条件。
内部流动分主燃区流动、掺混区和冷却壁面附近的流动。
主燃区的流动是形成回流区，实现燃烧室的高性能燃烧，掺混区的流动主要是保证燃烧室出口温度分布符合发动机总体的性能要求，当然，出口温度分布与主燃区的流动也有很密切的关系。
火焰筒壁面的流动主要是气膜流动，保证火焰筒壁面的高效冷却。
本小节主要集中在燃烧室的外部流动以及内部流动中的主燃区及掺混区流动。
见图9.27。
火焰筒壁面流动在火焰筒壁面冷却中叙述。
图9.27 燃烧室的流动过程9.2.1 扩压器流动在航空燃气涡轮发动机燃烧室中，为了减小燃烧过程的压力损失以及缩短燃烧室的长度，从压气机出口的高速气流首先进入扩压器，通过扩压器将压气机出口高速空气流动的动压头尽可能大的恢复成静压然后进入燃烧室火焰筒。
目前高性能航空燃气轮机为了追求高的压缩性能，压气机的负荷很大，而且压气机出口空气的流速很高。
目前典型的数据是压气机出口的动压头占来流总压的10％。
扩压器的功能就是尽量的恢复该部分能量。
否则，将导致燃烧过程中压力损失大，最终使得发动机的耗油率上升。
扩压器的性能要求如下：a)压力损失低，一般而言，扩压器的损失要小于压气机出口总压的2％；b)长度短，扩压器的长度应尽量短，减小发动机的长度和重量；c)前置扩压器中没有分离，除了在突扩区域中；d)出口气流在周向和径向都均匀；e)在所有工况下运行稳定；f)对压气机出口流场变化不敏感。
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式中m——由浓度不同的分子扩散的物质数量
dc dn
——在n方向上的浓度梯度
D一分子扩散系数
在分子的不规则运动中，除了物质的 扩散转移外，还有两种类似的转移对燃烧 过程也起着重要的作用，即动量转移和热 量转移。
根据牛顿的粘性定律，内摩擦力与速 度梯度成正比
dv (公斤/ 米2 )
dn
式中 ——动力粘性系数
近廿年来，英、美等世界各国加强了对 燃烧空气动力学的研究。在等温状态和热 态下，对各种射流及其组合的空气动力学 特性作了大量试验研究，逐步形成了燃烧 学的一个新的分支——燃烧空气动力学。
本课程中将对燃烧空气动力学作扼要的 介绍，侧重如下几个问题 （1）层流和紊流工况中的扩散现象 （2）直流射流及其组合的空气动力学 （3）旋转射流及其组合的空气动力学 （4）钝体尾迹中的流动 （5）炉内气流的模化
上述方程式要从理沦上正确地求解是 很困难的。如果将一些条件加以简化后也 可以进行积分，但结果往往与实际情况有 差异。所以常常以相似理论为指导，用实 验的方法来解决这类问题。
三、紊流扩散
在燃烧技术中，由于流体的速度和燃烧设 备的线性尺寸都较大，使得流动工况往往不 是层流而是紊流。由流体力学的试验得知， 在管内—流动时当雷诺数Re≥2300，则流动 由层流工况过渡到紊流工况。
第二节 运动气流中的扩散
一、静止介质中的转移现象 在气体介质中，气体的分子是在不停地
作无规则的热运动，也即布朗运动。气体分子 常会从一个位置移动到另一个位置，使各部分 的气体相互掺合。由于分子不断地无规则运动， 分子与分子之间经常相互碰撞。这种碰撞使得 分子与分子之间发生能量和动量的交换，并使 分子改变其原有的运动方向和速度。速度大的 分子碰撞后速度变小了，反之速度小的却变大 了。由于这种相互掺合的结果，如果气体各部 分是不均匀的话，则在经过一定时间后即趋于 一致。
对于形状较复杂的燃烧设备来说，在 更低的雷诺数下就可能过渡到紊流工况了。 此时流动的主要特征是气流分子微团作无 规则的混乱运动，而气流内各点的温度、 速度、浓度、压力等参数都随时间而变化。 混合过程此时已不是决定于分子的扩散而 是决定于分子微团的扩散即紊流扩散。
由于紊流扩散的机理及其微观运动的规
燃烧空气动力学
第一节 概 述
燃烧过程是一个复杂的物理化学过程。 虽然一般说来，它是一种放热的氧化反应， 但是物理过程特别是能量、质量和动量的 交换过程对燃烧系统起着重要的作用。在 大多数工业燃烧中，对总反应速度起决定 作用的是物理过程的速度。
在燃烧实践中，人们最关心的是如下问题： （1）燃烧过程着火的稳定性 （2）燃烧强度，也即容积燃烧率 （3）火焰与新鲜的燃料空气混合物以
如果气体各部分的密度和质量不同， 则在分子作无规则的热运动时，由于分子 间的互相碰撞和掺合，使气体各部分的密 度和质量逐渐趋于均匀。这就是所谓的扩 散过程，转移的是气体物质。
按费克的分子扩散定律可知，物质的扩散数 量是与浓度梯度成正比的，其数学表达式为：
m D dc [公斤/ 米2 • 秒] dn
及与燃烧室外部介质间的热交换问题
（4）与燃烧过程有关的安全性问题
为了研究着火的稳定性，必须研究火
焰传播的机理和火焰传播速度，而火焰传 播速度与燃料空气混合物的流动状态和流 动结构有密切的关系。在紊流工况下，由 于质交换和热交换都显著增加，因而引起 火焰传播速度增加。当有对流流动时(譬如 有回流区时)，火焰传播速度将进一步增加。 因而回流区的形状、尺寸和回流参数与着 火的稳定性有密切的关系。上述流动结构 和流动状态都与燃烧空气动力学有关。
为了确定火焰的外形尺寸和设计燃烧室， 必须知道火焰的燃烧率。在工业条件下， 火焰的燃烧率与燃料的着火，燃烧和燃尽 过程都有关系。因而也与燃烧过程的前期 混合和后期混合过程的强度有关。混合过 程的强度就取决于燃烧的空气动力学条件。
从燃烧器喷出的燃料流和空气流都是 一股射流。这种射流基本上可以分为两个 类型；直流射流和旋转射流。直流射流和 旋转射流的空气动力特性，诸如卷吸特性、 速度分布、射程和回流区等都是完全不同 的，以这两种射流为基础的火焰及其形状 和着火方式也是不同的。因而对这两种射 流应分别加以研究。
二、层流扩散 如果不考虑气流的压缩性和地心吸力，
而物质为有源时运动微分方程式为
DW 1 gradP V2 W(米2 / 秒2 )
Dt
2W
2W x 2
2W y 2
2W z 2
DW Dt
W t
Wx
W x
Wy
W y
Wz
W (无源时) z
不可压缩流体的物质交换方程式为
DC V D2C (1/秒) Dt
表示紊流特性的参数比较多，如方向 相关系数，坐标相关系数，时间相关系数 及紊流标尺等，但是通常应用较多的是如 下两个参数
（1）紊流强度：脉动速度的平方平均 开方值与气流平均速度值之比称为紊流强 度。通常用百分数表示之，其数学表达式 为
根据傅立叶的热传导定律，传导的热 量与温度梯度成正比：
q dt (大卡/ 米2 • 秒)
dn
式中 ——物质的导热系数
这三种转移的数学表达式是相同的。这种共
同性说明，它们都具有以混乱的分子热运动为基 础的同一物理机理。运动本身是质量的转移，这 种转移是在介质具有非均一的浓度情况下显示出 来的物质交换现象。在物质交换的同时，假如在 介质中的各部分还存在有不同的动量和不同的动 能时，则必然会引起动量和能量的转移。因为运 动着的物质就是这两种能量——动量和动能—— 的载体。所以这三种现象是类似的。
律性尚不十分清楚，因而在解决工程实际 问题时，往往将瞬时的真正速度用不变的 平均速度W和随时间变化的脉动速度W′之 和来表示之，以便于测量和研究，即
Wx Wy
Wx Wy
Wx' Wy '
Wz
Wz
Wz'
把气流真正速度分为平均速度和脉动 速度有如下的优点：（1）瞬时的真正速度 值是不稳定的，它随时间而变化，因而使 理论研究很困难。这样代换后，可以在大 多数情况下假定流体的流动是准稳定的。 （2）试验研究时测量瞬时的真正速度值比 较困难，而工程上只须知道平均速度就行 了，而无须知道其脉动速度，这样问题就 要简单得多。