部分預(yù)混可燃?xì)獾幕鹧?資料下載頁
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【正文】 根據(jù)火焰的伸展情況，可以測定火焰?zhèn)鞑ニ俣? 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 36 湍流火焰皺褶表面理論 由鄧克爾與謝爾金開創(chuàng)，認(rèn)為湍流火焰是由不同大小的氣體渦團所進行的不規(guī)則運動。當(dāng)渦團平均尺寸小于火焰鋒面厚度時稱為 小尺度湍流火焰 ；反之就是 大尺度湍流火焰 。對于大尺度湍流，根據(jù)湍流強度不同為 強湍流火焰 和 弱湍流火焰 ；當(dāng)脈動速度大于層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臅r候稱為 大尺度強湍流火焰 ，反之，就是弱湍流。 對于小尺度湍流，火焰面依然平整，只是略厚；對于大尺度弱湍流，微團脈動速度較小，不能沖破火焰面，僅是扭曲；強湍流的微團已撕裂火焰面。 湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟮脑蚴牵罕砻姘欛拊龃罅巳紵砻娣e。 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c雷諾數(shù)以及脈動速度有關(guān)。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 37 湍流火焰的容積理論 薩曼菲爾特認(rèn)為：在大尺度強湍流情況下，不存在火焰前鋒，燃燒時遍布整個區(qū)域的，只不過反應(yīng)程度不同。 湍流微團之間進行著不同程度的熱量、質(zhì)量交換和化學(xué)反應(yīng)，一旦達到著火溫度，就燃燒起來。沒有著火的微團則在脈動過程中與其它微團結(jié)合。 各微團之間脈動速度不同，同一微團各部分脈動速度也不同，因此根本無法保持穩(wěn)定的火焰鋒面。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 38 第六節(jié)湍流預(yù)混火焰的穩(wěn)定性 湍流火焰不再具有平整的火焰鋒面，一般分為未燃區(qū) 燃燒區(qū) 2和燃燼區(qū) 3。L3一般占總長度的 15％左右。 由于氣流速度較大，湍流火焰不再有回火的問題；同時隨著氣流速度的提高，依靠穩(wěn)定點火源已經(jīng)不能實現(xiàn)火焰的穩(wěn)定。 湍流燃燒時，由于脈動，燃燒的微團或者熱煙氣可能返回未燃混合物區(qū)，起到連續(xù)點火源的作用。但是，對于高強度燃燒，依靠內(nèi)部質(zhì)點的回流往往不能維持火焰穩(wěn)定，多以必須采用煙氣再循環(huán)或值班火焰等措施保證火焰穩(wěn)定。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 39 鈍體穩(wěn)定火焰 高速氣流流過鈍體時，由于粘性作用把鈍體后的靜止空氣帶走，從而降低了該處的靜壓，在靜壓差作用下，下游氣流產(chǎn)生回流。 如果回流的是高溫燃燒產(chǎn)物，就可以起到連續(xù)點火源的作用。 多用于航空燃?xì)廨啓C、動力鍋爐的燃燒器上。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 40 旋轉(zhuǎn)射流穩(wěn)定火焰 當(dāng)旋轉(zhuǎn)射流進入筒狀燃燒室時，由于壁面約束左螺旋運動，在離心力與卷吸作用下，中心處靜壓降低，在靜壓差作用下回流。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)射流進入寬闊爐膛時，形成空心圓椎射流，存在內(nèi)外兩個邊界，外邊界卷吸周圍空氣，內(nèi)邊界抽吸下游煙氣，產(chǎn)生回流。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 41 利用壁面形狀穩(wěn)定火焰 將燃燒通道做成突擴形狀或者在壁面作出凹槽，都可以產(chǎn)生局部回流區(qū)域，回流的高溫?zé)煔庑纬蛇B續(xù)點火源，利于火焰穩(wěn)定。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 42 值班火焰 在燃燒器上安裝常明輔助點火燒嘴，形成連續(xù)點火源； 或者在火焰前方砌筑短墻，依靠高溫輻射形成連續(xù)點火源，但是容易使火焰變形。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 43 利用反向氣流穩(wěn)定火焰 在高速可燃混合物氣流中，認(rèn)為設(shè)置反向氣流，建立局部滯止區(qū)或者反向渦流，形成連續(xù)點火源。 任何一種火焰穩(wěn)定方式都受到燃料性質(zhì)與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?，?dāng)燒嘴超出使用條件之后，火焰穩(wěn)定性將遭到破壞，因此燃燒裝置都有其穩(wěn)定范圍，如壓力極限、空氣燃料比極限等。如更換燃料，需要重新確定其燃燒范圍。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 44 防止回火的措施 產(chǎn)生回火的原因是因為可燃混合物的流速小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葘?dǎo)致的。因此： 根據(jù)可燃物的最低流量設(shè)計噴口尺寸，保證氣流速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣取? 對管口進行冷卻，降低該處的火焰?zhèn)鞑ニ俣取? 使可燃混合物流速分布盡量均勻，保證該界面最低流速都大于火焰?zhèn)鞑ニ俣取? 如圖：可燃混合物經(jīng)過縮口 1進入燃燒道 2，然后進入爐膛。可以將噴口進行水冷，防止回火；流道突擴可以產(chǎn)生回流區(qū)，形成連續(xù)點火源。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 45 參考文獻 燃?xì)馊紵c應(yīng)用，同濟大學(xué)，中國建筑工業(yè)出版社， 2021 燃燒學(xué)，徐晉源，西安交大出版社， 1990
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