本文部分內(nèi)容來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，不為其真實(shí)性及所產(chǎn)生的后果負(fù)責(zé)，如有異議請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。本文部分內(nèi)容來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，不為其真實(shí)性及所產(chǎn)生的后果負(fù)責(zé)，如有異議請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。燃?xì)馊紵椒ā糠诸A(yù)混式燃燒燃?xì)馊紵龝r(shí)，一次空氣過(guò)剩系數(shù)a‘在0?1之間，預(yù)先混入了一部分燃燒所需空氣，這種燃燒方法稱為部分預(yù)混式燃燒或大氣式燃燒。一、部分預(yù)混層流火焰產(chǎn)生部分預(yù)混層流火焰的典型裝置就是本生燈。如圖3—4—6，燃?xì)鈴谋旧鸁粝虏啃】趪姵觯淙胍淮慰諝猓诠軆?nèi)預(yù)先混合，預(yù)混后的氣體自燈口噴出燃燒，產(chǎn)生圓錐形的火焰，周圍大氣亦供給部分空氣，稱為二次空氣，通過(guò)擴(kuò)散與一次空氣未燃盡的燃?xì)饣旌先紵＿@樣，在正常燃燒時(shí)形成兩個(gè)穩(wěn)定的火焰面：內(nèi)火焰面，即由燃?xì)馀c一次空氣預(yù)混合后燃燒而產(chǎn)生。為圓錐形，呈藍(lán)綠色，強(qiáng)而有力，溫度亦商，為部分預(yù)混火焰，也稱為藍(lán)色錐體；外火焰面，是二次空氣與一次空氣未燃盡的燃?xì)膺M(jìn)行的擴(kuò)散混合燃燒，其形狀也近似圓錐形，呈黃色，軟弱無(wú)力，溫度較低，這是擴(kuò)散火焰。藍(lán)色的預(yù)混火焰錐體出現(xiàn)是有條件的。若燃?xì)猓諝饣旌衔锏臐舛却笥谥饾舛壬舷蓿鹧婢筒豢赡芟蛑行膫鞑ィ{(lán)色錐體就不會(huì)出第1頁(yè)現(xiàn)，而成為擴(kuò)散式燃燒。若混合物中燃?xì)獾臐舛鹊陀谥饾舛认孪蓿瑒t該混合氣根本不可能燃燒。氫氣燃燒火焰出現(xiàn)藍(lán)色錐體的一次空氣系數(shù)范圍相當(dāng)大，而甲烷和其它碳?xì)浠衔锏娜紵鹧娉霈F(xiàn)藍(lán)色錐體的一次空氣系數(shù)范圍則相當(dāng)窄。藍(lán)色錐體的實(shí)際形狀，如圖3—5—5，可用管道中氣流速度的分布和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊淖兓瘉?lái)解釋。層流時(shí)，沿管道截面上氣體的流速按拋物線分布，噴口中心氣流速度最大，至管壁處降為零。靜止的藍(lán)色錐體焰面說(shuō)明了錐面上各點(diǎn)的正常火焰?zhèn)鞑ニ俣萻n(其方向指向錐體內(nèi)部)與該點(diǎn)氣流的法向分速度vn相平衡，也即對(duì)于預(yù)混火焰錐面上的每一點(diǎn)都存在以下關(guān)系式，通常稱為米赫爾松余弦定律：sn二vn二vcos?(5—5)式中2――預(yù)混氣流方向與焰面上該點(diǎn)法線方向之間的夾角。余弦定律表明了層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c迎面來(lái)的氣流速度在火焰穩(wěn)定情況下的平衡關(guān)系，火焰雖有向內(nèi)傳播的趨勢(shì)，但仍能穩(wěn)定在該第2頁(yè)點(diǎn)。另一方面，藍(lán)色錐體焰面上各點(diǎn)，還有一個(gè)氣流切向分速度，使該處的質(zhì)點(diǎn)要向上移動(dòng)。因此、在焰面上必須不斷進(jìn)行下面質(zhì)點(diǎn)對(duì)上面質(zhì)點(diǎn)的點(diǎn)火，也就是說(shuō)，需要一個(gè)底部點(diǎn)火源。為了說(shuō)明什么是最下部的點(diǎn)火源，需要分析一下根部的情況。在火焰根部，靠近壁面處氣流速度逐漸減小，至管壁處降至零，但火焰并不會(huì)傳到燃燒器里去，因?yàn)樵撎幍幕鹧鎮(zhèn)鲌?bào)速度因管壁散熱也減小了。在圖3—5—5中的點(diǎn)1處，火焰?zhèn)鞑ニ俣刃∮跉饬魉俣龋磗nn>v。這樣，在點(diǎn)1和點(diǎn)2之間，勢(shì)必存在一個(gè)sn=v的點(diǎn)3,在點(diǎn)3上，焰面的法線方向和預(yù)混氣流方向一致；即夾角2=0。這就是說(shuō)，在燃燒器出口的周邊上，存在一個(gè)穩(wěn)定的水平焰面，它就是燃燒器底部預(yù)混氣流的點(diǎn)火源，稱之為“點(diǎn)火環(huán)”。藍(lán)色錐體的高度，也與火焰?zhèn)鞑ニ俣群涂扇蓟旌蠚饬魉俣扔嘘P(guān)。如圖3—5—6,設(shè)錐體高度為h,噴管出口半徑為r,在錐休表面取一微元面，它在高度上的投影為dh，在徑向上的投影為dr。第3頁(yè)二、部分預(yù)混層流火焰的穩(wěn)定如前所述，火焰穩(wěn)定的必要條件就是火焰?zhèn)鞑ニ俣萻n與新鮮可燃混合氣的流速。的相對(duì)平衡。對(duì)于預(yù)混層流火焰，為了維持火焰穩(wěn)定，火焰錐面上各點(diǎn)的sn和v必須滿足“余弦定律”，而火焰錐根部必須具備有“點(diǎn)火環(huán)”作為一固定點(diǎn)火源。然而，點(diǎn)火環(huán)存在是有條件的，只有燃燒器在一定范圍內(nèi)工作時(shí)才能產(chǎn)生。如果燃燒強(qiáng)度不斷加大，由于v=sn的點(diǎn)更加靠近管口，點(diǎn)火環(huán)就逐漸變窄。最后點(diǎn)火環(huán)消失，火焰脫離燃燒器出口，在一定距離以外燃燒，發(fā)生離焰。若氣流速度再度增大，火焰就被吹熄了，稱為脫火。如果進(jìn)入燃燒器的燃?xì)饬髁坎粩鄿p少，即氣流速度不斷減小，藍(lán)色錐體越來(lái)越低，最后由于氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣龋鹧鎸⒖s進(jìn)燃燒器，出現(xiàn)回火。脫火和回火現(xiàn)象都是不允許的，因?yàn)樗鼈兌紩?huì)引起不完全燃燒，產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。對(duì)爐膛來(lái)說(shuō)，脫火和回火引起熄火后，形成爆炸性氣體，容易發(fā)生事故。因此，研究火焰的穩(wěn)定性，對(duì)防止脫火和回火具有十分重要的意義。第4頁(yè)對(duì)于某一定組成的燃?xì)猓諝饣旌衔铮谌紵龝r(shí)必定存在一個(gè)火焰穩(wěn)定的速度上限，氣流速度達(dá)到此上限值便產(chǎn)生脫火現(xiàn)象，該上限稱為脫火速度極限；另一方面，燃?xì)猓諝饣旌衔镞€存在一個(gè)火焰穩(wěn)定的速度下限，氣流速度低于下限值便產(chǎn)生回火現(xiàn)象，該下限稱為同火速度極限。只有當(dāng)燃?xì)猓諝饣旌衔锏乃俣仍诿摶饦O限和回火極限之間時(shí)，火焰才能穩(wěn)定。在圖3—5—7是按試驗(yàn)資料繪出的天然氣／空氣混合物燃燒時(shí)的穩(wěn)定范圍。從圖中可以看出混合物的組成對(duì)脫火和回火極限影響很大。隨著一次空氣系數(shù)的增加，混合物的脫火極限逐漸減小。這是因?yàn)槿細(xì)鉂舛雀邥r(shí)，點(diǎn)火環(huán)處有較多的燃?xì)庀蛲鈹U(kuò)散，與大氣中擴(kuò)散而來(lái)的二次空氣混合而燃燒，能形成一個(gè)較有力的點(diǎn)火環(huán)。反之，若混合物中空氣較多，從火孔出來(lái)的燃?xì)廨^少，二次空氣將進(jìn)一步稀釋混合物，使點(diǎn)火環(huán)的能力削弱，所以脫火速度也下降。燃燒器出口直徑越大，氣流向周圍的相對(duì)散熱越少，火焰?zhèn)鞑ニ俣染驮酱螅摶饦O限就越高。回火極限隨混合物組成變化的情況與火焰?zhèn)鞑ニ俣惹€相象。在其它條件相同時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍酱螅鼗饦O限速度也越大。燃燒器出口直徑較小時(shí)，管壁相對(duì)散熱作用增大，回火可能性減小。為了防止回火，最好采用小直徑的火孔。當(dāng)火孔直徑小于極限孔徑時(shí)，便不第5頁(yè)會(huì)發(fā)生回火現(xiàn)象。圖3—5—7還繪出了光焰區(qū)。當(dāng)一次空氣系數(shù)較小時(shí)，由于碳?xì)浠衔锏臒岱纸猓纬商剂：兔簾煟瑫?huì)引起不完全燃燒和污染。所以，部分預(yù)混式燃燒的一次空氣系數(shù)不宜太小。回火時(shí)的周邊速度梯度可由下式確定：(dv/dr)rTR=(ds/dr)