第七章 汽油机燃烧与准维燃烧模型

第七章火花点燃式内燃机燃烧与准维燃烧模型尧命发火花点燃式发动机燃烧火焰传播是点燃式发动机燃烧的重要特征，强烈地受缸内气流湍流运动的影响，决定性地影响到火焰结构和火焰传播。湍流特性影响燃烧过程，点火式发动机实质上是湍流燃烧。湍流燃烧模型就是建立描述湍流、点火、火焰传播等燃烧特征参数及其相互间的一组数学表达式，并与内燃机参数和运行参数联系起来，可以预测内燃机结构参数、运行参数变化后的燃烧特性。2内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展湍流基本概念

湍流，或称紊流，是自然界广泛出现的流体运动。在自然界的流体运动，几乎都属于紊流这个范畴。目前关于紊流或湍流这个词在流体力学中已普遍采用，但是对它下一个全面确切的的定义，却不太容易。在20世纪50年代以前，常常将紊动定义为“紊乱无序的流体运动”。当然，紊乱无序是紊流的一个重要特征。正是由于这个特性，才无法用简单的空间和时间函数对紊流进行全面描述。但这决不是说紊流运动无规律可循，它完全可以为机率理论所描述。应用统计概念，完全可以给出各种量，如流速、压力、温度等准确的平均值，从而有可能对紊流的运动规律进行数学上的描述。所以，紊流一方面具有随机性质，在空间上和时间上做紊乱无秩序的变化，另一方面又具有准确的统计平均值，完全符合流体力学基本规律。湍流的产生湍流是由大雷诺数引起流动不稳定性而产生的,层流管流在雷诺数大约2000时变成湍流;湍流不能依靠自身来维持，需要从周围不断吸取能量。在层流中，绝大多数的不稳定性理论都是线性理论，仅对非常小的扰动是适有的，它不能解决湍流中的大脉动问题。另一方面，几乎所有的湍流理论都是渐近的理论，在大雷诺数流动中是相当精确的，但当雷诺数较低，湍流不能自身维持时，理论就不可不完全精确了。从层流到湍流的转变开始于最早的不稳定机理。湍流的性质不规则性：湍流不以能用定数的方法描述，只能求助于统计的方法。扩散性：扩散加速了混合，增加了动量、热和质量的传递速率。大雷诺数：当雷诺数很大时，层流流动首先变得不稳定，而后产生湍流。三维的涡量脉动：湍流是一个有旋的三维的运动。湍流以很强的涡量脉动为其特征。耗散性：粘性切应力克服应变率作用导致流体的内能增加，湍流的动能随之减小。为了补偿粘性损耗，湍流需要不断补充能量。如果没有能量补充，湍流将很快衰减。连续性：湍流是满足流体力学基本方程的连续现象。湍流是一种流动：湍流是流体流动的特性.湍流的大尺度涡团具有拟序性和间歇性:湍流大尺度涡团的运动并非是完全随机的，而是在空间上表现出一定程度的有序(拟序)性，时间上表现出一定的周期（间歇性）性。湍流统计理论的若干基本概念

统计理论采用严格的统计力学的方法，着重研究湍流的内部结构（即脉动结构）。描述湍流的统计平均法

按照雷诺的观点，随机变化的湍流瞬时量φ可以分解成平均值和脉动值，平均值可以用不同的平均方式得出。对宏观定常或准定常的湍流，一般采用时间平均；对于空间上均匀的流场，可以采用空间平均，而对内燃机缸内湍流这类既不定常又不均匀的湍流系，则以采用在同样条件下的大量重复的实测为依据的系综平均为宜（对于内燃机而言，则以采用在同样曲轴转位置下从大量循环次数获取的相位平均）脉动值定义为瞬时值对平均值的偏离。因此，湍流参数瞬时值等于平均值与脉动值的线性迭加，即为所谓湍流的雷诺分解。统计平均法满足几个基本的雷诺平均法则：分别称为脉动量的二阶相关矩和三阶相关矩。它们通常都不等于零。其大小取决于两个或三个随机量之间互相关联的程度。由此可见非线性的随机量(两或多个随机量的乘积)实施雷诺平均后，会产生新的未知量－脉动量的相关矩。这表明，湍流的的起源正是在于控制方程中的非线性项。为了描述湍流脉动的平均强度，一般采用脉动速度的均方根值，称为湍流强度，流速U和湍流强度u’定义如下：u(t)为流速的脉动分量；湍流尺度

从湍流统计理论的观点看，流场中某点的脉动量可以视为各种不同尺度(或不同频率)的涡团经过该点所造成的涨落。大尺度涡频率低，小尺度涡频率高。最大的涡与固体边界或平均流场的宏观尺寸同阶，而最小的涡则向分子无规则运动尺度的方向延伸。由于涡团的尺度是一个随机量，所以只能用统计力学的方法，借助所谓相关系数的概念来定义湍流尺度。考虑两个相邻固定距离的两个空间点A和B，如涡团平均尺度大，则两点经常处于同一涡团内，这两点上物理量的脉动规律就很接近，用统计学的语言来说，这二点脉动量的相关就大；如涡团平均尺度小，则它们经常分别处于两个涡团之中，两点脉动量相差就小，因而空间相关系数能较好地反映涡团的平均尺度。积分长度尺度或湍流尺度可用任意两个相邻点脉动速度的脉动相关系数的积分值表示，即f(x)为湍流纵向自相关系数，其定义为：对于相距很小的两点(x取值较小)，处于同一涡团的机会多，故两点的相关就大。当两点相距较大（x取值较大），两点处于同一涡团机会就少，而处于互不相关的不同涡团中的机会增多，故两点的相关小。引入湍流尺度L后，当两点距离小于或等于L时，则认为两点落在同一个平均涡团内，是相关的，否则是不相关的。可见L给出了总体涡团的平均大小。为了确定L，需要同时测定流场中两个点的速度脉动值，这就增加了实验工作的困难，因此，一般先求出积分时间尺度然后计算出L。在统计定常湍流场中，空间某固定点在不同时间的速度间的相互关联定义为积分时间尺度:若湍流在通过测定点时，没有很大的畸变，而且湍流本身较弱。除积分尺度以外，还可以利用相关系数引入微尺度的概念，用以表示湍流场中小涡团的大小。以f(x)为例，假设x很小，泰勒展开为：对于均匀湍流有下列关系略去高阶项，将上式对求两次导数在x=0处，曲率半径为：因此，λ反映了相关系数f(x)在x趋近于零附近的形态，λ是小涡的尺度，称为泰勒尺度，它与湍流中能量的耗散有密切关系。同样可以定义泰勒时间尺度：对于均匀的(无空间梯度)和等熵的(无明确方向性)湍流场，然而，泰勒微尺度并不是湍流脉动结构中最小的尺度。后者是直接与湍流能转变为热能的耗散过程相联系，称为科尔莫果诺夫(Kolmogorov)微尺度

相应的Kolmogorov时间微尺度定义为：表征最小湍流结构的动量扩散时间。关于三种尺度的的关系，Tenneks提出了一个模型，湍流动能及其耗散率湍流运动是要消耗能量的。为保持湍动就需要不断地向湍流提供能量。在湍动作用下，随着流体的扩散，能量也不断扩散。只有当供给湍流的能量，扩散的能量和消耗和能量处于平衡状态时，湍流才能处于恒定状态。三种湍流动能：瞬时流动能的平均值、平均流动能和脉动流动能的平均值，对于单位质量流体而言，其瞬时流动能为：此项动能平均值称为湍能，一般用k表示：即湍流的总动能(瞬时流动能的平均值)等于平均流动能与湍能之和。湍能的耗散率在不可压缩粘性流体中，由于分子粘性而引起的机械能(动能)耗散为：为平均流之应变张量。湍流脉动动能的耗散率类似地定义为：sij是湍流脉动流的应变张量。方括号中前两项为各向同性耗散，后一项为各向异性耗散。在高雷诺数下，前者远大于后者，故有：ε的物理意义是，单位质量流体微团在单位时间内由于湍流脉动而通过分子的粘性所引起的不可逆地转化为热能的那部分湍能。湍流统计理论证明，对于各向同性湍流有：上式说明，湍能的衰减或耗散与脉动速度的平方成正比，与湍流小尺度的平方成反比，湍能越强，其耗散也越大。λ越小，表示小尺度的涡团产生越多，因此通过分子粘性耗散的湍能也越多。内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展内燃机缸内湍流流动特点内燃机缸内湍流的定义和描述描述内燃机缸内湍流最为困难的是：内燃机缸内湍流不能象对统计的定常流或准定常流那样采用通常的时间平均法，即把脉动量分量定义为对其时均值的偏离。由于内燃机瞬变而又周期性工作的特点，即使在稳定工况下，每个循环过程中参数的演变也不可能完全一致，甚至连续的两个循环内气缸中的平均流速也可能有显著的变化。因此，在研究内燃机缸内湍流时，既要考虑到循环的某一时刻(某一曲轴转角)平均流场可能产生的循环变动，也要考虑到在该循环内平均流基础上的湍流脉动。对内燃机气缸内这种准周期性流动，一般可采用相位平均法或系综平均法求其湍流的特征参数。通常取很多（几十甚至几百个）循环，并对指定的曲轴转角或转角范围进行流速测量。缸内湍流的主要特点基本构形缸内的湍流所谓基本构形是指燃烧室和进气系统均为轴对称，无进气涡流，且活塞为平顶。缸内湍流和主要来源是进气射流通过气阀时产生的强烈剪切层以及射流与缸壁的碰撞。在进气冲程中期，即进气进行最猛烈时，缸内湍流度达到其峰值。此时湍流分布很不均匀，而且是各向异性，主要可分为射流内的高湍流度区和其余部位的低湍流度区。随着平均流速的减小，湍流开始衰减。同时由于对流和扩散作用，整个缸内湍流趋向于均匀化和各向同性化。在压缩冲程中，尽管进气产生的主涡还残留在缸内，但已经很弱并且继续衰减。活塞压缩产生的正应力和缸壁的剪切应力对湍流的生成虽有一定贡献，但由于耗散大于生成，故总的效果是湍流持续衰减。实验表明，TDC时的平均湍流度是进气体积流率的线性函数，或与发动机转速成正比。通常认为，接近TDC时，湍流基本成为各向同性。旋流（或称为涡流)是气体绕气缸轴旋转的大尺度运动；滚流(tumble)则是气体围绕与缸轴线相垂直的轴之大尺度运动。这两种运动都是通过特别设计的进气系统（如导气屏、切向气道等)而产生的。进气阀关闭之后，旋流的径向分布逐渐演化成接近刚体涡（缸壁附近除外)，这是一种平衡而稳定的的分布，因其内部切应力为零。与无旋流情况相比，径向湍流度减小，最后由于湍能在各方向重新分配的结果，使轴向和与轴垂直方向都有所减小。这说明刚体涡具有增稳作用。由于角动量的损失，旋流速度也随压缩而下降。TDC时的湍流度的上限约为平均活塞速度的一半，且与进气状态关系不大，同时有相当程度的各向异性。对滚流的研究80年代以来引起重视。研究表明，进气产生旋流和滚流都具有增大TDC时燃烧室内湍流度的作用，从而有利于混合气和形成与燃烧。而且，滚流对此贡献更为明显。旋流与滚流燃烧室结构的影响凹坑对缸内流场的主要作用是在压缩末期产生较强烈的径向挤流(sguish)。与平顶活塞相比，挤流不仅能使燃烧室内旋流大为增强，而且在顶坑入口处产生很强的局部湍流场。因此随着压缩的进行，进气过程产生的初始流场的影响越来越小，而燃烧室内的湍流特性基本是由燃烧室几何形状所决定的。此时的湍流结构是非均匀的，各向异性的。内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展湍流火焰结构

基于对火焰传播机理的认识，有两种描述火焰传播的模型，一种是湍流积分尺度L比层流火焰带的厚度δL要大得多的情况，另一种情况正好相反，L比δL要小得多，层流火焰带的厚度为：

当L>>δL,属于以分子迁移过程为基础的模型，是皱折的层流燃烧模型，火焰带内部的结构与层流火焰完全相同，随着流速的变化，火焰面产生畸变、出现皱折，火焰面的总面积增加，燃烧速度也加快。当L<<δL,属于以紊流迁移过程为基础的模型，是分布反应区模型。紊流对火焰面形状影响不大，但对火焰带中的热量、基团的迁移过程有大的影响。因紊流迁移在燃烧中是起支配作用的，所以燃烧速度加快，火焰带也变厚。设燃烧室的面积为FL，在燃烧区传播的皱折火焰面的总面积为FT，紊流燃烧速度定义为：根据热力学理论，层流燃烧速度SL为燃烧速度比有如下关系式：讨论：当u’<<SL（紊流弱），可近似认为：当u’>>SL（紊流强），可近似认为：紊流尺度不影响紊流燃烧速度。不过，一般紊流中还包含有各种尺度的涡动，也就是说，包含着各种频率的速度变化成分，即表现出频谱的分布态，这样，紊流层流燃烧速度比双可以写出以紊流能谱表示的表达式：上式中，紊流强度u’中还包括了因火焰而形成的紊流。即流入燃烧区的未燃混合气的紊流强度和因火焰而产生的紊流强度上式中第一项是为大尺度紊流所形成的部分，虽然使火焰面产生变形，但不影响到火焰内部；第二项为小尺度湍流所形成的部分，影响火焰带内的涡团和热等的迁移过程。当紊流变强后，不一定会使紊流燃烧速度增加，过度的紊流反而会使燃烧速度有下降的趋势，在极端的情况下，会出现火焰熄灭现象。非常强的紊流使燃烧速度下降，如同急剧的速度梯度横穿火焰使火焰传播时的燃烧速度下降一样，都是使火焰延展的结果。日本城户等人的研究了因紊流增大火焰面面焰而促进燃烧，以及因火焰区域的急速扩大而抑制燃烧这两个因素的情况，认为存在着一个最有效的促进燃烧的紊流尺度，提出了紊流燃烧的频谱模型。此模型也可以说明当紊流太强时，紊流燃烧速度会下降的原因。当研究预混合紊流火焰结构时，经常以层流火焰带厚度δL与紊流尺度的大小关系来划分火焰结构。此时，作为紊流尺度一般主为Kolmorogorov尺度η是主要的。在这个η以下尺度的小涡动，因粘性而衰减，事实上就不存在了，这个尺度η即为湍流的最小尺度。，

紊流弱或层流，Kolmorogorov尺度比层流火焰厚度要大。火焰前峰是平滑层流状，随着紊流强度增加，火焰锋面起皱纹状，在此区域里形成折皱的层流火焰。紊流层燃烧速度比用下式表示：紊流强，Kolmorogorov尺度比层流火焰厚度要小。此时“旋涡尺寸λ”变得非常之小，因而不可能使火焰前锋再形成明显的皱纹，此时燃烧区是一个很厚的区域（已不是薄火焰前锋），内部包含许多未燃混合气的旋涡－称为未燃的“孤岛”，这个概念已被方形活塞和其它实验所证实。紊流涡的大部分尺度也要比δL小，火焰面不产生折皱，以混合气的小涡团与已燃气体的边界区域进行燃烧反应。FSR用下式表示：，

属上述两个区域之间的宽广范围内的流场状态，同时存在着层流火焰厚相相比尺度大的涡动和尺度小的涡动。这种场合下：显然ST与湍流尺度无关。决定紊流特性的重要参量有紊流雷诺数，是影响紊流火焰传播的最重要的参量。实验表明，混合气在很宽的范围内，FSR与雷诺数的关系几乎呈直线关系。内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展火焰结构和火焰传播过程的实验观察Namagian,M.等（MIT）SAETrans.800044

实验在一个方形活塞可视化发动机中进行，发动机的压缩比为5.9。实验得到如下观察结果：1.

燃烧区具有一定的厚度，大约为10-14mm2.

燃烧区内包含未燃混合气和正在燃烧的混气以及燃烧产物组成；3.一个混合气微团完成燃烧的时间约为1.8ms.4.火焰传播速度（火焰前锋相对火焰前面未燃气体的移动现象）为5m/s。5.按火焰前峰扫过的面积计算的放热率与按压力计算的放热率数值相当。BallalandHofebrre等

丙烷＋空气预混火焰，紊流旋涡卷吸，厚火焰区，u’越大，火焰区越厚。Smith,J.R.圣地亚国家实验室，SAETrans.860025研究甲烷与空气预混合气的燃烧过程，发动机压缩比为5.5。图片表明，随着发动机转速增加，火焰前锋之后，出现更多的未燃混合气的“孤岛”。这证明确实存在着紊流的微结构，其尺度(Scale)决定于紊流强度。内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展湍流燃烧模型紊流结构：Taylor大尺度L、Taylor小尺度λ和Kolmogorov尺度η

Tennekes紊流模型紊流的小尺度结构可以用半径为η的涡管来描述，涡管在一个尺寸为λ的旋涡内被拉伸。Tennekes模型与各向同性粘性耗散的Bachelor模型（已被实验所证实）是一致的。Tennekes模型意味着所有的粘性耗散只发生在涡管内。把涡管内的应变率表示为：u’/η，则涡管内单位质量的粘性耗散率：此外，涡管内的质量与涡管所在的旋涡（尺寸为λ）总质量之比为可表示为：所以，涡团内质量平均粘性耗散率：Tennekes模型所使用的涡管尺寸η与旋涡尺寸之比与各向同性的Bachelor模型也是一致的，可以推导出：讨论：①已经有一些实验证据证明Tennekes模型可以较好地描述小尺度紊流结构。NarayananM.etal用钢丝网进行了实验研究,结果发生下游平均速度U与脉动频率之比约等于λ，说明，钢丝网下游流动“反向”或“换向”的空间尺度确实是和λ尺度数量级一致。②Tennekes模型着眼于Taylor小尺度λ，而涡管的卷缩和伸展发生在λ尺度内。Tennekes模型与Bachelor模型的一致性说明无论是各向同生还是各向异性紊流，λ尺度内的各种性质是一致的。Tennekes紊流燃烧的物理模型

当一个尺度的L的混合气团卷入火焰区后，它将包含若干个λ尺度的层流燃烧区，其边界为η尺度的快速传播区。即：（1）在λ尺度内的层流燃烧速度（2）η涡管内快速燃烧。紊流火焰传播速度的表达式由于着火后的巨大压力梯度，火焰沿涡管η的传播速度假定等于涡管内绝热膨胀速度，则火焰沿涡管的传播速度为：

而紊流火焰传播速度：Mecormak研究表明，对于丙烷与空气的预混合气燃烧火焰沿涡管传播速度为14m/s,，而层流火焰传播速度仅为0.5m/s。涡管传播速度远比层流传播速度大。当Ψ=1,ρu/ρb=6时，Abdel等人的统计数据说明：当ReL>1000,u’/SL>10,紊流火焰传播速度可以表示为：这表明，ReL越大，ST与u’越接近线性关系。对于汽油机推荐用下式：火焰区的厚度和点火延迟燃烧时间：决定于λ尺度内层流火焰速度，由于紊流尺度是一种统计量，假定λ的分布规律为一种概率分布，实际层流火焰最大传播距离为2λ，所以燃烧区厚度－决定于火焰传播速度ST以及λ缓燃区的燃烧时间内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展汽油机非正常燃烧正常燃烧与非正常燃烧点燃、火焰传播、湍流火焰爆震燃烧实验观测人们对汽油机爆震燃烧现象的认识曾有过两种截然不同的认识：火焰速度太快，实际上未端气体的自燃现象汽油机循环波动循环波动不仅与缸内流动的循环波动有关，实质上从第一个火核形成过程就导致循环波动。1.火焰核心的形成假定火花塞打火后形成的初始火花核心的直径等于淬熄距离δq，实验统计数据表明，Taylor小尺度λ大于δq。由Tennekes紊流火焰结构理论，直径为δq的初始火核，在尺度为λ的缓燃区内，以层流速度向快速传播的涡管η扩展，只有当其达到涡管，才能引起火焰的快速传播。从出现δq火核到形成可以快速向周围传播的火焰核心的时间称为火焰核形成时期，代入典型的数据：J.B.Heywood等在方形活塞发动机通过实验研究和数值模拟研究得到以下结论：（SAETrans.850209,SAETrans.870164）早期火焰核心的形成时间，决定于出现火花的第一个旋涡(eddy)尺度L以及层流火焰速度u，这为早期火焰形成的循环变动。在火核形成的后的快速传播时期，宏观气流和火核位置决定火焰传播的表面积，这为火焰快速传播时期的循环变动。影响发动机火核形成时间的其它因素主要有：残余废气量燃空当量比（局部）气流运动－火核在空间位置上的变化火花点火能量，电极形状火花点火定时的随机变动紊流强度的不均匀性(时间、空间)2.紊流强度对火核形成的影响BallalandLeFebvre研究结果表明，从某种趋势上讲，紊流强度过高不利于点火；MaylyR.研究结果为，紊流对火核的影响，表现为火焰核心散热系数增加。他计算的结果为，当紊流热扩散系数大于2倍的层流扩散系数，紊流强度增加将加快火核的形成；当紊流扩散系数大于8倍的层流扩散系数，火焰核心淬熄。从紊流角度，紊流增强，Taylor尺度λ减小，则燃烧时间减小，有利于火焰核心形成。但具体情况要具体分析，过强的紊流使紊流热扩散增加。上述三种观点是相互矛盾相互补充的，紊流对点火过程的影响有待于深入的研究。对于分层GDI汽油机来讲，喷嘴的“空穴”现象也是导致初期火核形成产生的循环波动的重要原因。内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式发动机非正常燃烧火花点燃式发动机燃烧模型汽油机燃烧技术发展火花点燃式发动机燃烧过程的数值模拟1.Blizard-Keck模型（SAETrans.740191,Trans.780232）控制方程：热力学模型＋紊流火焰传播和质量燃烧率的现象学模型卷吸率模型（方程）描述未燃充量卷吸进入火焰区的速率，方程如下：燃烧速度方程燃烧特征时间在该模型中，考虑了燃烧对紊流尺度的影响，所以Belizard-keck给出：SAE841000热力学模型守恒方程可用两区的或三区的假设，包括：能量方程；质量方程（卷吸方程）；容积方程；状态方程；缸内工质的热物性。2.塔巴宗斯基等人提出的湍流燃烧模型1968年H.丁克思(Tennekes)首先提出上述的湍流结构猜想，1974年G.L.Brown等人首先观察到湍流场有确定的结构，在Tennekes湍流结构模型的基础上，R.J.塔巴宗斯基等人提出了湍流燃烧模型。模型假定：点火发生在以Kolmogorov尺度η表示的高耗散区，在η涡管内快速燃烧；着火后燃烧沿着涡管以速度（u’+SL）向前推进，即以湍流强度（对流）加上层流燃烧速度（扩散）之和向外传播，火焰前峰呈球面；在λ空间内，以层流燃烧速度进行燃烧，因此，尺度为L的湍流涡团的燃烧时间为：

根据上述假设，点火后到t时刻卷吸进燃烧区的质量速度和质量分别为：假设卷入燃烧区的混合气燃烧质量比为xeb

质量燃烧率为：为了求解上述各式，R.J塔巴斯基等人作了下述一些假设：在点火中期，湍流强度u’与活塞平均速度cm成正比，湍流积分尺度与瞬时燃烧室高度h成正比，即湍流扩展到整个燃烧室空间。点火后的湍流强度u’及湍流积分尺度L根据角动量守恒有如下关系：湍流为各向同性，湍流微尺度可用下列式求出着火滞后期正比于单个湍流涡流燃烧所需要的时间关于湍流火焰的燃烧区域能否认为从连续的层流火焰带而形成？一般认为取决于湍流运动的强度和化学反应的速度。S.G.科伐兹乃(L.S.G.Kovasznav)提出了考察湍流燃烧模型适用范围的参量：当u’小，λ大，T<<1时，为折皱的层流燃烧模型；当u’大，λ小，T>>1时，为分布带反应燃烧模型；u’大，λ大，即火焰带成破碎状，未燃气团分割成小块进行燃烧。因此，在这种情况下，根据混合气和湍流运动这两方面的条件，使湍流火焰的形态一直在变化。利用上述方程求得的燃烧质量比曲线与实验值是比较吻合的。A.层流燃烧速度B.着火滞后期R.J.塔巴斯基等人在求解尺度为L的湍流涡的基础上，可以推导出计算着火滞后期的关系式。

而R.J.塔巴斯基较大范围内计算求解τL’值，并对曲线进行拟合，得到下列关系式：

根据假设，着火滞后期正比于单个湍流涡燃烧所需要的时间τL’，因此着火滞后期为：C.燃烧持续期定义烧尽尺度为L的湍流涡团的时间为τL，那么湍流燃烧速度SLD.湍流燃烧速度内容提要湍流基本概念内燃机缸内湍流流动特点湍流火焰结构火花点燃式发动机燃烧实验观察湍流燃烧模型点燃式