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热流体分析

燃烧计算模拟器

选定燃料(CH₄、C₈H₁₈、C₃H₈ 或 H₂)并拖动当量比 φ 滑块,产物组成、绝热火焰温度与空燃比即时刷新,火焰动画也在稀、化学计量与浓混合三种状态之间切换神情。

参数设置

K
化学计量混合比 (φ = 1.00)
计算结果
空燃比 AFR
T_ad (K)
CO2 (kg/kg)
过量空气 (%)
产物摩尔分数 vs 当量比 φ
火焰可视化 — 当量比对燃烧状态的影响

拖动φ滑块,火焰颜色和高度随之变化。蓝色火焰(稀)→黄橙色(化学计量比)→红黑色(浓混合)。

绝热火焰温度 T_ad vs 当量比 φ(4种燃料对比)
理论与主要公式

$$\phi = \frac{(F/A)_{\rm actual}}{(F/A)_{\rm stoich}}$$

当量比 $\phi$:实际燃料/空气比相对于化学计量比的比值。$\phi<1$ 为稀薄,$\phi>1$ 为浓厚。

$$T_{ad} = T_u + \frac{\Delta H_c \cdot Y_f}{c_p}$$

绝热火焰温度(K):$\Delta H_c$ 为热值(J/kg),$Y_f$ 为燃料质量分数,$c_p$ 为定压比热。

$$\dot{m}_{air} = \frac{\dot{m}_{fuel}}{\phi \cdot (F/A)_{stoich}}$$

所需空气质量流量(kg/s):由 $\phi$ 与化学计量比求得。

什么是燃烧计算模拟器?

燃烧计算模拟器用于把抽象公式、参数变化和可视化结果连接起来。通过移动滑块或输入数值,可以实时观察主要变量如何影响系统行为。

物理模型与关键公式

本工具围绕燃烧计算模拟器的核心模型进行计算。使用时应同时关注输入参数、单位和边界条件,避免只凭单个结果数值作判断。

实际应用场景

燃烧计算模拟器可用于教学演示、工程初步估算、参数灵敏度分析和方案比较。在进入更完整的CAE或实验验证前,它能帮助快速把握数量级与趋势。

常见误解与注意事项

模拟结果是理想化模型下的估算,实际工程还需要考虑材料离散性、环境条件、测量误差和安全系数。请结合公式含义与图表趋势综合判断。