工程燃烧复习要点.ppt

* * * * * * * 不同温度点火源附面层内温度分布示意图 T2为点火温度 T1 T2 T3 惰性气体 温度逐渐升高 着火条件： 5.3 着火浓度界限 无论自燃着火还是强制点火，着火条件都与可燃物的浓度有关。在一定压力和温度下，存在一定的着火浓度范围，超出这一范围，混合气便不能着火，这个浓度范围称为着火浓度界限。着火浓度界限受压力、温度、流速、掺杂物等的影响 压力对着火浓度界限的影响 表5-2 温度对着火浓度界限的影响 流速和炽热物尺寸影响着火浓度界限 流速越大，着火范围越小，炽热物尺寸越小，点火界限越小 掺杂物对着火浓度界限的影响 掺入不可燃气体，着火范围变窄 浓度（%） * 假设某一空间，例如一个炉膛，内部的气体极强烈地掺混以至炉内温度T、浓度C等物理参数非常均匀 进口 体积流量：qV 气流温度：T0 燃料或氧的浓度：C0 零元系统 体积：V 温度：T 浓度：C 出口 温度：T 浓度：C 5.4 燃烧室中的着火和熄灭 * 系统产热情况 炉膛容积中的产热率 按气流可燃成分的消耗率计算 Q：燃料与空气混合物的发热量 * 系统产热情况 如把产热率分摊给每1m3流过炉膛的的气体，则得单位产热量 单位产热量q1与温度T的关系 停留时间 ?0 = V/qV * 系统产热情况 如把产热率分摊给每1m3流过炉膛的的气体，则得单位产热量 单位产热量q1与温度T的关系 停留时间 ?0 = V/qV * 系统散热情况 气流所带走的散热量： 每1m3气体的单位散热量 ： T T0 q2 单位散热量q2与温度 T 的关系 * 系统的热工况 a)如果交点是A，气流熄火，这是个稳定点． b）如果交点是C，气流正常燃烧，这也是个稳定点． c）如果交点是B，是个不稳定点，如果温度脉动向低温方向，则交点移动到A点，发生熄火；如果温度脉动向高温方向，则交点移动到C点，正常燃烧． 系统的燃烧热工况 q2Ⅰ C q1 q2Ⅱ q2Ⅲ A′ C′ B A q T 各种因素对零元系统燃烧稳定性的影响 * 系统燃烧热工况的结论 因素名称 符号 趋势 燃烧稳定性 炉膛容积 V ↑ ↑ 燃料流量 qV ↑ ↓ 燃料发热量 Q ↑ ↑ 燃料活性 k0,E k0 ↑,E ↓ ↑ 气流初温 T0 ↑ ↑ 烟气回流 ?qV ↑ ↑ 6 气体燃料的燃烧 学习目的： 掌握预混可燃气体的燃烧现象及特性 掌握预混气体火焰稳定的条件 掌握层流扩散火焰的特点 6.1 预混可燃气体的燃烧 6.2 气体燃料的扩散燃烧 2、层流预混火焰 预混可燃气体流速不高（层流状态）的火焰传播称为层流燃烧 （1）火焰结构 外焰 燃烧前沿（内锥） 点火圈 可燃混合物 a. 一次空气全关。 燃料所需空气全部由外部供给，扩散火焰，火焰很长，发出黄色亮光，且不时冒黑烟，只有外焰，火焰软弱温度低。 b. 一次空气的当量比远远小于1。 燃料与一次空气在第一个内火焰处开始燃烧，因为氧量不足，预混气中的氧耗尽后，煤气没有烧完，靠二次空气来燃烧，火焰变短，有内外焰。 c. 一次空气的当量比小于1。火焰变短，变亮，有内外焰 d. 一次空气的当量比等于1。火焰只有一层，更加明亮 e. 一次空气的当量比大于1。预混火焰，火焰变长，只有一层，燃烧有力，温度高 本生灯 b. 本生灯法——动力法 本生灯维氏曲面喷口 本生灯火焰锥 层流火焰传播速度的影响因素 3、湍流预混火焰 实际燃烧过程中，气流速度都很高，多数处于湍流状态 （1）火焰的结构、条件、现象 未燃区 小尺度湍流火焰 大尺度弱湍流火焰 大尺度强湍流火焰 预混燃烧火焰的稳定 火焰在管道内传播的稳定条件 （1）火焰稳定的基本条件 本生灯火焰的稳定条件 wn决定火焰锋面向法线方向移动； wT决定火焰锋面顺着a-b方向移动。 微元段ab近似为直线 必须具备一个固定的点火源，而且该点火源还应具有足够的强度 6.2 气体燃料的扩散燃烧 层流扩散燃烧火焰结构 2、扩散燃烧的特点 扩散火焰内外组成成分 CF —气体燃料； Co2 —氧气； Cp —燃烧产物； T —温度； 层流扩散火焰的外形 浓度和温度分布示意图 三、湍流扩散燃烧 ∝ ∝ （1）层流时，火焰的轮廓外形是规整的。当气流速度增加时，起初只是火焰的顶部发生颤动；随着气流速度的不断增加，火焰上部变为湍流； （2）火焰长度。层流时，火焰长度随气流速度成正比增长；然后又随气流速度的增加而减小。到达湍流火焰后，气流速度对火焰长度的影响不再明显； （3）在层流火焰和湍流火焰之间有一个过渡区； （4）层流火焰向湍流火焰的过渡存在一个临界雷诺数。 层流火焰长度： 湍流火焰长度： 式中：w ——气流速度；d ——燃烧器喷嘴直径 * 《工程燃烧学》课程内容结束 * 确定化学反应的速度以及各种因素对反应