设在dt时间内,液滴半径变化为dR,则液滴体积变化为-4πR2·dR。相应地,单位时间的质量变化率为 ( 为液滴密度)。质量变化率应等于蒸发流量,即 则
设在dt时间内,液滴半径变化为dR,则液滴体积变化为-4πR2·dR。相应地,单位时间的质量变化率为 ( 为液滴密度)。质量变化率应等于蒸发流量,即
则
把蒸发速率式 代入,得
分离变量,并积分得 这里R0为液滴的初始半径。令 称为液滴的蒸发常数,则
其中d =2R为任意时刻 时的液滴直径,d0 =2R0为液滴的初始直径。可见液滴直径的平方随时间减小,当d→0时,对应的时间即为液滴寿命td,为
这就是液滴蒸发直径平方定侓,表明液滴越小蒸发越快,且蒸发时间正比于液滴直径的正比[10]。
2.4 液滴的燃烧
液滴燃烧过程中液滴消耗的快慢用燃烧速率表示,定义为液滴单位面积上由于燃烧而消耗的液体流量,用GC表示,即
与液滴蒸发相同,液滴燃烧流动采用一维定常球坐标系控制方程,只是必须考虑化学反应的影响。
混合物连续方程为
式中:A=4πr2 , Aw=4πR2 代入上式,得 组分连续方程为
式中:组分i=fu、ox、pr,分别代表燃料、氧化剂和产物。将连续方程(2-12)和(2-13)代入(2-14),得