因为 ，所以uT>uL。若把湍流气团设想成凹凸不 平的很多小的焰锋，则uT/uL等于这些小的锥体表面积和 底面积之比。——小火焰模型，亦称湍流火焰传播的表面 理论。
uT 椎体表面积 R R 2 h 2 2 2 1 ( h / R ) 1 ( 2 h / l ) uL 锥底面积 R 2
湍流火焰比层流火焰传播快的原因：
（1）湍流流动使火焰变形，火焰表面积增加，因而增大了 反应区； （2）湍流加速了热量和活性中间产物的传输，使反应速率 增加，即燃烧速率增加； （3）湍流加快了新鲜混气和燃气之间的混合，缩短了混合 时间，提高了燃烧速度。
湍流火焰理论上正是基于以上概念发展起来的。 湍流火焰传播理论主要有两种: （1）表面皱折理论（邓克尔和谢尔金） （2）容积燃烧理论（萨默菲尔德和谢京科夫）
湍流火焰传播速度
0.6 0.7 0.4 0.3 u 5 . 3 ( u `) ( u ) 经验公式： T L
脉动速度，层流火焰传播速度及混气浓度是 影响湍流火焰传播速度的主要因素。
火焰传播速度规律
湍流火焰传播速度影响因素
（1）雷诺数 （2）压力 （3）温度 （4）脉动速度
uT 5.3(u`)0.60.7 (uT )0.40.3
湍流火焰的特点
湍流特性参数——均匀，各向同性的湍流流场，可以用 两个特征量表示湍流特征：湍流尺度和湍流强度。
湍流尺度
在湍流中不规则运动的流体微团的平均尺寸，属于宏观量级。 若 （层流焰面厚度）为小尺度湍流，反之为大尺度湍流。 湍流强度 n 描述紊流的运动速度为： `2
u`
u
1
n
流体微团的平均脉动速度与主流速度之比。
（5）混气浓度（化学恰当比或偏富时速度 最大）
式中 是椎体高度； 是紊流尺度的一半，
因为紊流微团在锥形表面上的燃烧速度是 ，则微团存在的 时间 ，紊流动脉速度是 ，锥体高度 代入上式得到：
u` 2 uT / u L 1 ( ) uL
增大紊流动脉速度，可以提高紊流传播速度。
c.对大尺度强紊流度火焰
根据上式可以写出： 此时紊流火焰传播速度与化学动力学因素无关， 只取决于动脉速度的大小。
大尺度强湍流火焰模型可以设想成大团大团未燃烧的可燃 混合物冲破火焰锋面，而输入高温的燃烧产物中，大团大 团的高温燃烧产物也冲破火焰锋面而输入未燃烧的可燃混 合物中。这些大团的尺寸都超过层流火焰的厚度，它们在 输运之后都保持自己的独立性，一下子不能和周围气团混 合。湍动使火焰迁移到哪里，就燃烧到哪里。所以这时的 火焰传播速度可以认为近似等于脉动速度。
b.大尺度弱湍流火焰：
现象：流火焰传播速度确定——小火焰模型 （表面理论）
设薄层焰锋的传播速度仍是uL，那么单位时间内焰锋 锋面烧掉的混气量为AcuL，它应与紊流火焰速度uT和紊流 焰锋的平均表面积Ap的乘积相等，即
AcuL ApuT 或 uT uL Ac / Ap
若u`>uL（层流火焰传播速度）为强湍流，反之为弱湍流。
第二节 湍流预混火焰传播图域
湍流预混火焰传播的性质既依赖于预混层流火 焰的特性（如SL和δl ），也依赖于湍流的特性， 例如l和u`
三种湍流火焰模型：
第三节 湍流预混火焰传播速度确定
a.小尺度湍流火焰： 条件： 现象：能够保持规则的火焰锋面，火焰前沿 仍是平滑的，只是增加了厚度，火焰锋面不 发生皱折，湍流火焰面厚度 层流火焰面 厚度 特点：小尺度湍流火焰只是由于湍流增强了 物质的输运特性，从而使热量和活性粒子的 传输加快，使湍流火焰传播速度比层流火焰 传播速度快，而在其他方面没有什么影响。
第八章 湍流预混燃烧
8.1湍流预混火焰传播 8.2湍流预混火焰传播图域
8.3湍流预混火焰传播速度确定 8.4湍流火焰传播速度影响因素
第一节 湍流预混火焰传播
研究湍流火焰的目的
1.工程中的燃烧装置多是湍流燃烧 2.确定湍流特性对火焰传播的影响 雷诺数
直管段中： 时，层流； 混气的流动为紊流时， 时，火焰为紊流火焰。
大尺度强湍流火焰：
条件：
现象： 不存在连续的火焰面
大尺度强湍流火焰传播速度确定：
湍流强度很大时：
uT / u L 1 (u `/ u L ) 2 uT u`
湍流火焰传播速度与化学动力学因素无关，只 取决于脉动速度的大小。
湍流火焰传播速度
大尺度强湍流火焰（湍流火焰传播的容积理论）：
湍流火焰传播速度
对于管流，湍流尺度 和气流速度成正比： 与管径成正比，脉动速度
而分子导温系数
与分子运动粘性 成正比，所以
uT / uL (T / L )1/ 2 (lu`/ v)1/ 2 Re1/ 2 uT uL Re1/ 2
小尺度湍流情况下，湍流火焰传播速度不仅与可燃混气的 物理化学性质有关（即与uL成正比），还与流动特性有关 （即与 有关）。
湍流预混火焰传播可以描述为在湍流流动中 传播的薄的层流预混火焰。湍流流动使火焰发生 了扭曲，扭曲的程度则取决于当地的湍流程度。 湍流火焰传播速度——是指湍流火焰前沿法 向相对于新鲜可燃气运动的速度，可用流经火焰 的可燃预混气的体积流量 除以湍流火焰的表观 面积 来表示
湍流火焰表面积的确定是关键。
在圆筒状燃烧器上测得的雷诺数对湍流火焰传播速度的影响
湍流火焰的特点：
层流火焰： 火焰锋面光滑，焰锋厚 度很薄，火焰传播速度 小。 湍流火焰： 火焰长度缩短，焰锋变 宽，并有明显的噪声， 焰锋不再是光滑的表面 ，而是抖动的粗糙表面 ，火焰传播快（层流的 好几倍）。
第八章 湍流预混火焰
第八章 湍流预混火焰
具有不同燃烧速率的火焰表面
窄缝燃烧火焰表面
小尺度湍流火焰传播速度确定
湍流火焰传播速度和层流火焰传播速度之比等于两者传输 率之比的平方根
T 1/ 2 T / 0C p 1/ 2 uT / uL ( ) ( ) L L / 0C p
是湍流热传导系数； λL 是层流热传导系数 根据相似性原理，分子导温系数 L L / 0C p，因此湍流导温系数 。在湍流中湍流导温系数 取决于湍流尺度和脉动 是速度的乘积，即