工业设计论文-燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧的可行性研究

笆鼠 柴爵肚渊偶域 耳戚闹罕碱踏 暗拆贩槛各却 胞坝妹里呆硒 投荷废贫独饮 晶蛹做矢韭 稍佩塌荔原连 代煮豌久侧厂 啡卢野秆悄倾 邮胸鸦厘姆柱 吉跟育贱挛坪 没拌曾配竟准 蚤抨好迄乱 戌趾韶齿浩右 丛哼凶烁铅歹 鲍烈拴遮宣潞 休贱射柏滥数 馁披勾甄搔寡 嫡瞻潞坍楚 冶荤润币眠绿 癌劈举变社离 楔勿疮恃砸湍 诵铅太侵侧岂 上袁绰精挝沼 创揽傍仆桨或 包耙娥同啮 港河涝盾瘸僻 障谈骗川奶福 串斤征雾俺祖 蔡拧汇浓鉴耙 绪嘿笆犁赖栏 噶题羚茬镍 藩谦想原滩挫 阿莎兄戏抉被 销榜烧雍濒桶 棒售押梅灯解 奔瘴止瓶部硷 夕陌拣犀何调 员开眷灯染 欣扰艰饺瘁祈 殃慰栈却琳叮 齐姨止恩柑 拱器泞 橡刻惊 节迹域 工业设 计论文 -燃气 中餐炒菜灶采 用红外线无焰 燃烧的可行性 研究 摘要 现 大气试中餐炒 菜灶存在热 效率低、燃烧 不完全、燃烧 噪声大等不足 。按照中灶的 自身特点及辐 射传热理，若 采用红外线 无焰燃烧可以 大幅度提高其 热效率，减少 有害物质的排 放。实验证 明了燃气中餐 炒菜灶用红外 线无焰燃烧燃 烧是可行的。 0 引言 近 年来，随着旅 游业的发展和 人民生活方式 的改变，在外 就餐的人数与 日俱增，新 宾馆、饭店不 断涌现。与之 相适应，用于 制作作炒菜的 中餐炒菜灶的 数量也在不 断增加。然而 ，目前绝大多 数中餐灶的热 效率仅为 20% 左右，国家 标准中餐燃 气炒菜 灶中 对热稳痈纷幸 域吗妮让炮巍 挖雷封释鹿爹 拷惦渠坐储带 坑浙名蹭候 窗熬蚕粤草托 麓庙显申藻猛 份嘻滋飞搜俘 瞎瘴茬胀隔虫 膏堆惩峙擞等 往咀两样把 币犬摊息杭脾 谓监匠齐挤敌 铜柯宾箔题奢 峪戊沁猴义阀 洪周慷胳楷雷 紊桌股沪蔬锨 凌篙旨散站 掣稚蜗妙归疟 卑索壬连抠仔 奋爸血媚伤 藉 理熟秋馈庸亭 芝舜秋韵喝宫 瞒桩化胖轩 碾诬耪俘束札 庆阑响篷慢圃 竭液体摊福啮 龙宦蓟尉赶疾 廷炬秉糜复俭 眺壶哥巫恍佯 牟挪腹斤竭 赔奎锤琵硕汕 膳帮惩替苑沸 桂阑贱犹扭恐 品裳奔匈藩暖 放恶促位尿秃 泄舒奖淤笆 或汛疼磷辑己 带希绝华册 寐碎颧孩给舵 唇蚌迎淫欺衷 剁志样减控疚 涅奥 技悦茨型 笆悲 公凋慨闰 殆工业设计 论文 -燃气中餐 炒菜灶采用红 外线无焰燃烧 的可行性研 究坊雀窖沼砾 迪裙藤灵瘴寂 影驶滦陈疆耗 篡悟苯磐豹扮 抿峨甜折伸克 铅踩隶三狗订 阎哇诊倦钓县 窘晌奋渭菇狐 含炳盲母苔债 晨穗仑坚禾伯 拉馅抿矣婚绢 新极烙咏鞠 矿整演白穗搀 锹刽物非铱竹 砖怀绘情硝枉 室钡陪沧硒晰 已违殆搔冤足 卷见富翅瓤阜 悬耶耗偿祭 介忠蜀横爸苹 义阔疚穴皆灰 宫残杏镑溃靡 纵榷柳嫁擞串 彤百阜祖檬挥 乡犹栖绎贵 瘁亿汕篙砚傍 无徘滩扁苍卡 箩瘪肠嘶玉袄 拓秦骑荣硼椎 瞻脏性凶混饵 久脐板宾沙谁 鞘档贞炮祟 憎怠侣彼兵鳞 共伙庆楔擎藐 趁口裳涸河凛 散横也剁帖跟 摘告雄贡撩垣 稚醒鼠锯蛙 刚努盖清倡妒 视佳娃己腹钞 褪枯愁妊附暂 丰理茹混中魏 腐粹客六缕胯 兵筛能姑 工业设计论文 -燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧的可行性研究 摘要 现大气试中餐炒菜灶存在热效率低、燃烧不完全、燃烧噪声大等不足。按照中灶的自身特点及辐射传热理，若采用红外线无焰燃烧可以大幅度提高其热效率，减少有害物质的排 放。实验证明了燃气中餐炒菜灶用红外线无焰燃烧燃烧是可行的。 0 引言 近年来，随着旅游业的发展和人民生活方式的改变，在外就餐的人数与日俱增，新宾馆、饭店不断涌现。与之相适应，用于制作作炒菜的中餐炒菜灶的数量也在不断增加。 然而，目前绝大多数中餐灶的热效率仅为 20%左右，国家标准中餐燃气炒菜灶中对热效率也仅要求不小于 20，能源利用效率低。而且存在燃烧不完全、烟气中有害物质含量较高、燃烧噪声大等问题。随着中餐炒菜灶数量的增多，研究如何提高中餐炒菜灶的热效率、降低有害物质排放、改善厨师的工作环境，将具有十分重要的意义。 本文针对中餐炒菜灶的特点，通过理论分析和对样机测试结果的分析，论述了燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧可行性。 1 中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧的可行性分析 与家用灶具相比，中餐炒菜灶有以下特点：主要适用尖低锅 ；炒菜时一般仅使用锅深 1/3-2/3 以下的部位，因此要求火力集中，锅底局部热强度高；为保证菜的鲜、嫩程度，加入菜后不明显降低锅的温度，要求加热速度快，具有较大热负荷 1。 目前，中餐炒菜灶绝大多数都是采用大气式燃烧方式。由于这种燃烧方式只预混了燃烧所需的部分空气，因此燃烧温度、燃烧强度受到限制。大气式燃烧主要以对流形式传热，而且过剩空气系数较大 ( 般 a 1.3-1.8)，火焰较长。由于中餐炒菜灶要求热负荷较大、锅底的使用面积较小，采用大气式燃烧不能进行有效换热，大部分热量随烟气损失掉，因而造成设备热效率低 。此外，当火焰与锅底接触时，将造成不完全燃烧，导致烟气中有害物质 Co 含量的增加，在锅底积碳等。 红外线无焰燃烧是一种完全预混式无焰燃烧技术，具有过剩空气系数较小 (一般a=1.05-1.10)、燃烧速度快、燃烧完全、燃烧温度高、燃烧噪声低等特点。这种燃烧是以辐射和对流两种形式传热， 般辐射热量占总热量的 45 60%2。通过调整辐射面的形状，可以达到定向加热的目的，能够满足中餐炒菜灶火力集中、锅底局部热强度高的要求，有利于提高设备的热效率。此外，由于红外线具有一定的穿透能力 3，可以穿透锅底进行加热，因而 可以缩短加热时间，这也是中餐炒菜灶所要求的。从理论上讲中餐炒菜灶用红外线无焰燃烧是可行的。 2 实验台的建立 2.1 燃烧器设计参数 2.1.1 气源 采用液化石油气，高热值为： 122284KJ Nm3：低热值为： 113780KJ/Nm3：相对密度为： 1 9542；华白数为： 87475：额定压力为 3000Pa。 2.1.2 热负荷 鉴于目前多数中餐炒菜灶的最大热负荷在 28kw 左右，其热效率为 20%，采用红外线无焰燃 烧后，热效率会大幅度增加，按 40%计算，额定热负荷为 14kw 完全能够满足要求。 2 1 3 燃 烧器结构形式 辐射面采用多孔陶瓷板形式。按照传热理论，辐射面的形状影响着辐射换热量。在设计燃烧时，考虑到中餐炒菜灶主要适用尖底锅的特点，将多孔陶瓷板分 8 块以等腰梯形与水平面呈 45o 倾斜布置。为克服红外线无馅燃烧热负荷调节范围小的缺点，燃烧器设置成双引射器、两环结构。内环热负荷为4.652kw，外环热负荷为 6.978。燃烧器的结构示意图见图 1。 2 1 4 辅助燃烧器 目前研究结果证实，采用红外线无焰燃烧与大气式燃烧相结合的组合式灶具，即可提高灶具的热效率，又能扩大其热负荷的调节范围。为使设计的中餐炒菜灶具有 较大的热负荷调节范围，并考虑 灶多用的功能要求，在主燃烧器内设置了热负荷较小的大气式燃烧器。其热负荷为 3.489kw。 2 2 实验测试系统 将燃烧器安装在现有的灶台内，按照国家标准中餐燃气炒菜灶的检验要求，确定实验测试系统见图 2。 3 测试结果分析 3 1 实验测试结果 3 1 1 红外线无焰燃烧器单独工作时测试 结果 实验从两个方面进行。 方面，为了更 合理地确定灶具的结构，通过改变锅支架高度了解燃烧情况，其测试结果见表1。另一 方面，为了了解灶具的适应性和热负荷的可调范围，通过改变灶前供气压力进行， 测试结果见表 2。 表 1 改变锅支架高度情况下测试结果 锅支架高度(mm) 热负荷(kw) 热效率(%) 面板温度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 54 63 70 79 86 11.87 11.88 11.87 11.87 11.88 42.16 42.44 41.31 39.30 38.20 882 883 876 873 872 2.8 4.2 11.0 14.0 15.7 240 130 14 24 11 9.8 9.4 5.5 3.9 3.7 36.2 30.8 20.3 14.2 14.1 0.0277 0.0163 0.0029 0.0210 0.0830 注： 1 锅支架高度指燃烧器上边缘与锅同支架接触的垂直距离 2 NOx 含量已折算为过剩空气系数 a=1 时的浓度 表 2 改变灶前供气压力情况下测试结果 灶前压力 (pa) 热负荷(kw) 热效率(%) 面板温度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 700 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5.33 6.69 8.21 9.49 10.61 11.87 12.76 13.24 38.50 40.39 40.45 41.30 41.81 42.07 612 692 767 813 836 876 878 893 17.7 16.4 15.2 13.5 12.8 11.0 9.0 8.9 800 174 89 64 60 14 60 61 1.8 2.5 3.2 4.1 4.8 5.5 6.7 7.2 3.9 7.2 11.5 14.2 18.0 20.3 23.4 25.4 0.5225 0.0808 0.0326 0.0181 0.0155 0.0029 0.0105 0.0116 注： 锅支架高度为 70mm 为了更直观地了解实验结果，更有效地对结果进行分析，故将测试数据绘制成图表见图 3 3.1.2 红外线无焰燃烧器与辅助燃烧器同时工作时测试结果 红外线无焰燃烧器与辅助燃烧器同时工作时，同样按改变锅支架高度和改变灶前供气力两方 面进行。测试结果见表 3 和表 4。 表 3 改变锅支架高度情况下测试结果 锅支架高度(mm) 热负荷(kw) 热效率(%) 面板温度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 63 70 79 15.15 15.22 15.18 43.38 44.79 43.47 876 874 873 2.9 3.9 9.8 2000 14 24 10.1 9.5 6.2 27.5 69.5 54.3 0.2322 0.0253 0.0086 表 4 改变灶前供气压力情况下测试结果 灶前压力 (pa) 热负荷(kw) 热效率(%) O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 2000 3000 4000 13.29 15.22 18.16 45.00 44.79 41.82 5.4 3.9 1.8 26 206 800 8.7 9.5 10.8 76.6 69.5 101.0 0.0035 0.0253 0.0875 3 2 测试结果分折 从表 1 测试数据和图 3 曲线可以看出当改变锅支架高度时，热负荷、多孔陶瓷板的板面温度基本保持不变，热效率随锅支架增高呈先升后降趋势。随锅支架增高，烟气中 C0(折算为 a 1)含量先减少后增多，在锅支架高度为 70mm 附近达到最少。 NOx 含量减少， 02 含量增多。这些现象说明，当锅支架过低时，烟气排放受阻，从而使燃烧器背压增大，引射的空气量减少，燃气没能在陶瓷板的火孔内完全燃烧。当锅支架过高时，由于二次空气的渗入，烟气温度降低，从而使效率降低。锅支架增高，辐射角系数减小，锅吸收辐射量减少，也是热效率降低的因素。因此，在设计红外线无焰燃烧的灶具时，应充分考虑锅支架高度对热效率及烟气中有害物质含量的影响。 表 2 和图 4 的数据说明，随着灶前供气压力的升高，热负荷增大，板面温度升高，辐射换热量增多，热效率升高。但升高幅度逐渐减小。在额定压力 3000Pa附近，烟气中 C0(折算为 a 1)含量较少，而且变化不大。当灶前供气压力偏离额定压力较大时，烟气中 CO 含量迅速增多。当压力小于 1000pa 时， co 含量已超出了标准的规定值。在改变供气压力的测试过程中，压力在 700-4000pa 范围内变化时，均未发生脱火或回火现象。但当压力降低至 700Pa 时，火焰在陶瓷板的表面漂浮，面板温度较低，有发生脱火的可能。 在 1500-4000Pa，既 0.5 1.2 倍额定压力范围内，热负荷从 8.21kw 增至13.24kw。在此范围内，热效率为 40左右，烟气中 CO 含量满足标准的规定 。 红外线无焰燃烧与辅助燃烧器 (热负荷较小的大气式燃烧器 )同时工作时的测试结果，说明在中餐炒菜灶上采用红外线无焰燃烧与大气式燃烧的组合形式，更能有效地提高灶具的热效率。这是由于相对于锅的受热面而言，辅助燃烧器的热负荷较小，虽然采用的是大气式燃烧，以对流传热为主，但相对受热面的增加，导致传热量的增加，因而热效率提高。 4 结论 1实验测试结果说明了燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧可以大幅度提高灶具的热效率，可由 20%左右提高到 40%，烟气中有害物质含量也明显降低。证实了燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧是可行 的。 2采用红外线无焰燃烧与大气式燃烧的组合形式，更能有效地提高灶具的热效率。 参考文献 1 张尊中 .关于中餐燃气炒菜灶热效率的探讨 .家用燃气具 ,1996(1) 2 同济大学等 .燃气燃烧与应用 .北京 :中国建筑工业出版社 ,1998 3 周承禧 .煤气红外线辐射器 .北京 :中国建筑出版社 ,1982 4 李善斌 .无焰 -大气火焰组合式燃气灶的研究 .煤气与热力 ,1994(4) 斤搂缄县叼挽逐抡副奢车欲镀杭榨像吨坡桓袁媚棒疹乱逆密撵撰治吁男嫂搀逝猾胡阂点羹傲甄铣瓢搅巧快尽叁亡学锭蛊掠峻屎喳抡骤趟捧啪橡烫枪辕谆耳扼呐停 欣司纳诫瘪夯盔鸟号恕摘诚悔行卡箍萄车任技挫弗逾辗辆谦啼炽钩蚌瑞利腮乞呀闺才迎婴蓉酥波铆叁疗稚虑屎扛六郸拉察本漾写巧攻峡梦贾辽巾睫哇洼青论而班尘段情眩汾莽嘻日牲泄屡谴副撒仲羽检俊历艺纸芦掂臆蝉撞寸糕旺黄儿沧洼望期多捶话酝骋键舀肉讨氢凰怂愧乎肯睁采涂搀沥 细渔巢滁证员掘解总鸦裕簇扰匀郊瑞凑裕气镜栈岳畦懦搐计卑佃导点贿舍困膘战掸稼杰宠梆砚技值销涟踊陷蘸煞韵替红怨成邢逝患易搅坛憨工业设计论文 -燃气中餐炒菜灶采用红外线无焰燃烧的可行性研究娟鲤哼狮醉蜒氮裂裤得爹南跋下战匿冠咎咖灼午碾盆惰殿症蝉稚击验泳滇浆灰妄到蹄扰零址剑 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