Karlovitz sayısı

Yanma süreçlerinde, Karlovitz sayısı, kimyasal zaman ölçeği ${\displaystyle t_{F}}$ ile Kolmogorov zaman ölçeğinin ${\displaystyle t_{\eta }}$ oranı olarak tanımlanır ve bu sayı, Béla Karlovitz'in adını taşır.^[1][2][3] Bu oran şu şekilde ifade edilir:

${\displaystyle \mathrm {Ka} ={\frac {t_{F}}{t_{\eta }}}}$.

Ön karışımlı türbülanslı yanma durumunda, kimyasal zaman ölçeği ${\displaystyle t_{F}=D_{T}/S_{L}^{2}}$ olarak tanımlanabilir. Burada ${\displaystyle D_{T}}$ ısıl yayınırlık ve ${\displaystyle S_{L}}$ laminer alev hızıdır. Alev kalınlığı ise ${\displaystyle \delta _{L}=D_{T}/S_{L}}$ ile verilir, bu durumda,

${\displaystyle \mathrm {Ka} ={\frac {\delta _{L}^{2}}{\eta ^{2}}}}$

burada ${\displaystyle \eta }$ Kolmogorov ölçeğidir. Karlovitz sayısı, eğer Damköhler sayısı Kolmogorov ölçeği ile tanımlanmışsa, Damköhler sayısı ile şu şekilde ilişkilidir:

${\displaystyle \mathrm {Ka} ={\frac {1}{\mathrm {Da} }}}$

Eğer ${\displaystyle \mathrm {Ka} <1}$ ise, ön karışımlı türbülanslı alev, kırışık alevcikler ve buruşmuş alevcikler kategorisine girer, aksi takdirde ince reaksiyon bölgesi veya kırılmış reaksiyon bölgesi alevleri kategorisine girer.

Ön karışımlı türbülanslı yanma süreçlerinde, Klimov–Williams kriteri veya Klimov–Williams sınırı, A.M. Klimov^[4][5] ve Forman A. Williams^[6]'ın onuruna adlandırılmış olup, ${\displaystyle \mathrm {Ka} =1}$ olduğu durumu ifade eder (bir Schmidt sayısı değeri bir olarak varsayıldığında). ${\displaystyle \mathrm {Ka} <1}$ olduğunda, alev kalınlığı Kolmogorov ölçeğinden küçüktür ve bu nedenle yanma hızı türbülans alanından etkilenmez. Bu durumda yanma hızı, laminer alev hızı olarak verilir ve bu laminer alevcikler, türbülans yoğunluğuna bağlı olarak kırışık alevcikler veya buruşmuş alevcikler olarak adlandırılır. ${\displaystyle \mathrm {Ka} >1}$ olduğunda ise, türbülans taşınımı alevin ön ısıtma bölgesine (ince reaksiyon bölgesi) veya hatta reaktif-difüzyon bölgesine (dağılmış alevler) nüfuz eder.