工業(yè)燃氣燒嘴穩(wěn)定燃燒理論基礎(chǔ)
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時間:2021-09-07 │
工業(yè)燃氣燒嘴需要達到穩(wěn)定的燃燒效果,在制作之初要根據(jù)燃氣燃燒火焰的傳播特性進行設(shè)計。所謂的火焰?zhèn)鞑シ€(wěn)定特性就是可燃氣體在燒嘴內(nèi)燃燒時先局部著火,然后引燃部分未燃的氣體,并將產(chǎn)生的這部分熱量傳輸?shù)脚R近氣體,使其繼續(xù)燃燒。
想要燒嘴獲得穩(wěn)定的燃燒,需要了解燒嘴工作過程中的火焰燃燒傳播理論。一個正在傳播的火焰,實際上是化學(xué)反應(yīng)波在氣體中的運動。要了解這一復(fù)雜問題,需要流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、物理化學(xué)等方面的知識,可以說研究火焰?zhèn)鞑ナ且陨现T學(xué)科中有關(guān)理論的具體綜合應(yīng)用。
在可燃混合物中放入點火源點火時,產(chǎn)生局部燃燒反應(yīng)而形成點源火焰。由于反應(yīng)釋放的熱量和生成的自由基等活性中心向四周擴散傳輸,使緊挨著的一層未燃氣體著火、燃燒,形成一層新的火焰。反應(yīng)依次往外擴張,形成瞬時的球形火焰面。未燃氣體與已燃氣體之間的分界面即為火焰峰面,或稱火焰面。
如取一根水平管子,一端封住,另一端敞開,并設(shè)有點火裝置,管內(nèi)充滿可燃混合氣。點火時,可以觀察到靠近點火熱源處的可燃氣體先著火,形成一燃燒的火焰面。此火焰面以一定的速度向為燃方面移動,直到另一端,把全部可燃混合氣燒盡。這種情況下的火焰與在靜止可燃氣體中向周圍傳播有所不同。由于管壁的摩擦和向外的熱量損失,軸心線上的傳播速度要比管壁處大。氣體的黏性使火焰面略呈拋物線形狀,而不是完全對稱的火焰堆。冷熱氣體產(chǎn)生的浮力又使拋物面變形,成為向前推進的傾斜的彎曲焰面。
實際燃燒裝置中,可燃混合氣不是靜止,而是連續(xù)流動的。若可燃混合氣在一管內(nèi)流動,其速度是均勻分布的,點燃后可形成一平整的火焰鋒面。
平整的火焰面只能在靜止氣體或?qū)恿髁鲃訝顟B(tài)下觀察到。在紊流流動時,火焰面變得混亂和曲折,形成火焰的紊流傳播。層流火焰?zhèn)鞑ナ腔鹧鎮(zhèn)鞑ダ碚摰幕A(chǔ),傳播速度又是可燃混合物的基本物性,原理也較簡單。