【正文】 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 ? 法向火焰?zhèn)鞑ニ俣炔荒苡镁_的理論公式來計算。 ? 測定 Sn的實驗方法，一般可歸納為靜力法和動力法兩類。設 F為火焰表面積， f為管子截面積，可得 Svf=SnF ? SvSn。管徑越大，焰面皺曲越烈，因而 Sv值隨管徑的增加而不斷上升。用光學方法測量皂泡起始半徑和膨脹后的半徑，以及相應焰面之間的時間間隔。 ? 另一種類似的方法是球形炸彈法。內錐面上每一點的速度存在以下關系。 ? 再設內錐為一底半徑是 r高度為 h的正錐體，只要準確測得氣體流量和火焰內錐高度，便可按下式求得法向火焰?zhèn)鞑ニ俣? 00 m 0 n f 0 n fF F S F? ? ? ? ???n 22gaLLSr r h????三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 ? 有關火焰中氣流速度比較精確的測量方法簡要介紹如下。示蹤顆粒運動是與氣體質點運動同步的，顆粒速度即代表該處氣流速度?？扇季鶆蚧旌蠚膺M入直徑較大的圓管，通過裝在管口的多孔板或蜂窩格及整流網(wǎng)等，形成出口平面處速度的均勻分布。 ? 此法的優(yōu)點是火焰的發(fā)光區(qū)、濃度梯度最大處等都重疊在同一平面上，因而用不同方法測量結果是一致的。由圖 222可見，所有單一燃氣或混合燃氣的 Sn值隨混合物中燃氣含量變化的曲線均呈倒 U形，中間最大，兩側變小直至最小值，接近于最小值的含量即為混合物著火濃度的上限和下限。對于大多數(shù)火焰，當混合比接近于化學計量比時，火焰燃燒速度最大，一般認為火焰溫度達到最高時，其傳播速度也最大。 ? 碳氫燃料的結構對火焰?zhèn)鞑ニ俣纫灿胁煌挠绊憽嶒灲Y果還表明，隨著燃料分子量的增大，火焰?zhèn)鞑シ秶苍絹碓叫?。溫度不太高時， Sn隨火焰溫度的增加主要表現(xiàn)為指數(shù)關系，因而影響很大。作為鏈載體的自由基 (活性中心 )的擴散，既促進了反應，又增強了火焰?zhèn)鞑?。?jù)上述比例關系式，只有 n2時， Sn才有可能隨壓力的提高而增大，否則 Sn將隨壓力的上升而變小。例如， CO燃燒時加入很少量添加氣，由于反應加快而使火焰?zhèn)鞑ニ俣蕊@著增大。但是不同惰性氣體的影響可能是相互矛盾的。能使火焰繼續(xù)不斷傳播所必需的最低燃氣濃度，稱為火焰?zhèn)鞑舛认孪?(或低限 )；能使火焰繼續(xù)不斷傳播所必需的最高燃氣濃度，稱為火焰?zhèn)鞑舛壬舷?(或高限 )。 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 ? 玻璃管一端封閉，一端敞開，其內充以燃氣 空氣混合物，將開口端用蓋蓋住，并浸入水銀槽中。 3．提高燃氣 空氣混合物的壓力，其分子間距縮小，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將擴大，其上限變化更為顯著。 ? 哪些方法可實現(xiàn)熱力著火，各自的原理是什么。 ? 試描述層流火焰的結構。 ? 什么是火焰?zhèn)鞑舛葮O限。 ? 試述本生燈法測定法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑怼? ? 概述幾種常用點火方式的點火臨界參數(shù)。 5．含塵量、含水蒸氣量以及容器形狀和壁面材料等因素，有時也影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限。 圖 229 火焰?zhèn)鞑舛葮O限測定裝置 1發(fā)火花間隙； 2底板； 3水銀槽； 4壓力計 影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限的因素 ? 各種因素對火焰?zhèn)鞑舛葮O限的影響如下： 1．燃氣在純氧中著火燃燒時，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將擴大。 ? 火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍內的燃氣 空氣混合物，在一定條件下 (例如在密閉空間里 )會瞬間完成著火燃燒而形成爆炸，因此火焰?zhèn)鞑舛葮O限又稱爆炸極限。 ?????? ?? 12n0n PS圖 226 C0空氣混合氣火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c加入水蒸氣量的關系 圖 227 N2含量對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊? (預混氣： CH4+O2) 1一 1 .5%N2+% O2； 2一 20% N2+80% O2 ； 3一 40% N2 +60% O2 ； 4一 60% N2 +40% O2； 5一 70% N2 +30% O2 ； 6一75% N2 +25% O2 ； 7一 79% N2 +21% O2 第四節(jié) 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 ? 在燃氣 空氣 (或氧氣 )混合物中，只有當燃氣與空氣的比例在一定極限范圍之內時，火焰才有可能傳播。 ? 在混合氣中以惰性氣體 N Cl（氯）、 He（氦）和 CO2等代替 O2，從而改變氧化劑中 O2的濃度，視其含量不同對火焰?zhèn)鞑ニ俣扔胁煌挠绊憽? 5 . 濕度和惰性氣體的影響 ? 在單一燃氣或可燃混合氣中加入添加氣時可以增大或減小火焰?zhèn)鞑ニ俣?。由熱理論分析已? 。當超過 2500? 時，火焰溫度的影響已不符合熱力理論了。 圖 223 maxnS 與燃料分子中碳原子數(shù) nc的關系 3. 溫度的影響 ? (1) 混合物初始溫度的影響 由燃燒熱平衡條件可知，混合物起始溫度的提高，將導致反應溫度的上升，燃燒反應速率加快，從而使火焰?zhèn)鞑ニ俣仍龃?。但對不飽和烴燃料，則火焰速度隨 nc的增多而減小，并且在 nc4的范圍內， Sn下降很快，但當 nc4時，則 Sn又下降緩慢，并逐步趨向于一極限值。從傳熱角度分析，氣體導熱系數(shù)越大，熱量傳遞越快，越有利于燃燒反應，則 Sn也越大。 ? 實驗觀測表明，以空氣作為氧化劑時，最大值 Sn是在燃氣含量略高于化學計量比時出現(xiàn)的。 圖 220 Powling燃燒器 圖 221 不同方法 Sn測定值的比較 l— 錐形火焰； 2— 平面火焰； 3— Powling火焰 四、影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩? ? 通過分析火焰?zhèn)鞑ニ俣裙?，可以定性地了解到可燃混合氣的初溫、壓力、燃氣濃度及熱值等物理化學參數(shù)對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊? 1. 混合氣比例的影響 ? 燃氣 空氣混合物中，火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c混合物內的燃氣含量直接有關。管口四周用惰性氣體將火焰包圍，用以限定火焰面的大小。當一束激光照射到流體中跟隨一起運動的微粒上時，激光被運動著的微粒所散射，散射光的頻率和入射光的頻率相比較，就會產(chǎn)生一個與微粒運動速度成正比的頻率偏移。對頻閃照射的粒子進行拍攝，可據(jù)此確定氣流的流線譜。這樣，便可測得法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊钠骄?，且具有足夠的準確性。根據(jù)記錄的壓力變化和球狀焰面的尺寸，可算得火焰?zhèn)鞑ニ俣取? ? 這種方法的主要缺點是肥皂液蒸發(fā)對