回答这个问题前,我们首先要明白什么是火焰。以恰好完全反应的绝热的预混(premixed)甲烷(methane)-空气(air)对冲火焰(counterflow flame)为例,若为特殊说明,本答里的图就是这种火焰里量测或者模拟的结果。火焰和燃烧器的简图如下:from google这幅图可以清楚地看到燃烧时流场情况:from google火焰本质上是一种化学反应,我们见到的火焰,大多是在流体中的,所以对燃烧的研究可以从两点出发,一个是化学反应过程,一个是流场。当混合好的甲烷空气混合物在上图的燃烧器上下喷口出来时,他们的流速会逐渐减小,直到在中间点变成0,在流场中,给一个火花,那么火焰就会被引燃,假设反应过程是一步的:CH4+2O2=CO2+2H2O,在火焰上游,甲烷和空气不断供应过来,在火焰下游,燃烧产生的产物在不断流走,假设上面的化学反应每秒消耗一个单位的混合气体,刚刚提到,从喷口到流场中间,速度不断减小,那么就会有一个地方的流速,使其提供的甲烷和空气与消耗的平衡,那么这个地方就是火焰存在的地方,也是第一张图里的reaction zone。在这种燃烧器里,上喷口和下喷口都会产生一个火焰,火焰的厚度根据喷口速度,喷口距离,压力等不同,大气压下,大约是几毫米的量级。火焰的本质,是一小块正在进行化学反应的区域,或者说是一个薄层。下面说说我们看到的火焰。看,只是一种观测,你看到的东西,是
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