火焰的结构及其稳定教学课件PPT

1、第十二章 火焰的结构及其稳定 一、火焰一、火焰 1、定义、定义：由前沿面（燃烧）和正在：由前沿面（燃烧）和正在 燃烧区的质点所包围的区域。燃烧区的质点所包围的区域。 2、分类：、分类： （1）按燃料种类分）按燃料种类分 1 2 3 、 煤 气 火 焰 、 油 雾 火 焰 、 粉 煤 火 焰 （2）按燃料和氧化剂（空气）按燃料和氧化剂（空气） 的预混程度分的预混程度分 1 2 3 、预混燃烧（动力燃烧）火焰 、扩散燃烧火焰 、中间燃烧火焰 （3）按气体流动的性质分）按气体流动的性质分 1 2 、层流火焰 、紊流火焰 （4）按火焰中的相成分分）按火焰中的相成分分 1 2 、均相火焰 、非均相（异相

2、）火焰 （5）按火焰的几何形状分）按火焰的几何形状分 1 2 3 、直流锥形火焰 、旋流火焰或大张角火焰 、平火焰 二、二、 层流预混火焰层流预混火焰 1、正常传播速度、正常传播速度ul 1o、ul的分布的分布 燃烧前沿面上任何一点：燃烧前沿面上任何一点： w cos = u= ul l 点火圈 2o、火焰高度、火焰高度 tg = d dr cos= d r d rd（） （） 22 l dl dr r ds cos= u w l u w dr d ddr l / / 1 2 （） w wsin wcos w ul ro 简化：设简化：设ul=c， =c（正锥体）（正锥体） r w u o l

3、 （） 2 1 3o、火焰长度、流速、火焰传播速度、火焰长度、流速、火焰传播速度 间的关系间的关系 l u vw 1 ）（ 火焰稳定的条件：火焰稳定的条件： 1u =wcos l 2 有固定的点火环 3、回火及脱火条件、回火及脱火条件 （1）在00面，若有 wn ul则脱火。则脱火。 小节：锥形火焰稳定条件：小节：锥形火焰稳定条件：1、余弦定律；、余弦定律；2、稳、稳 定的点火源。定的点火源。 点火源的建立 v n v u 避免脱火和回火 v脱火会造成可燃气体在燃烧室及其周围环境 中的积累，一旦再遇到明火便会造成大量燃 气迅速着火，从而造成大规模的爆燃；同时 燃气的毒性也会影响人员安全 v回火

4、容易引起燃烧器乃至储存燃气的容器发 生爆炸，造成严重的设备事故或人员伤亡。 4、边界速度梯度：、边界速度梯度： 设管内可燃混合气体的流速分布为：设管内可燃混合气体的流速分布为： w=w1 o（ r r o 2 2 ) dw dr w r r w r rr o o rr o o o o 22 2 vwr drw r r oo o ()2 2 0 2 g dw dr v r rro o 4 3 g v r crit o crit 4 3 5、燃料浓度与回火、脱火的关系、燃料浓度与回火、脱火的关系 (二二)、紊流火焰、紊流火焰 1、火焰结构、火焰结构 （1）结构特点：燃烧前沿厚）结构特点：燃烧前沿厚

5、 （2）浓度变化特点：变化缓慢）浓度变化特点：变化缓慢 2、主要问题、主要问题脱火脱火 紊流预混火焰 紊流燃烧完全程度 v气流出口速度大于回火临界速度 v出口断面速度均匀，避免气流受外界扰动 v燃烧能力大的烧嘴，将烧嘴头进行冷却 保焰技术防回火 防脱火措施 v燃烧通道做成突扩式 v钝体型稳定器 v辅助性点火烧嘴或安置高温砌体 n回流区的建立回流区的建立 在河流中，如果有个障碍物，如一个凸起的石头或桥墩 后面，总会看见水流过时形成的旋涡，在那里不停地旋转， 这个区域就是回流区。 气流中的障碍物同样会形成气流旋涡，因此也称为回流 区。 钝体火焰钝体火焰 稳定器稳定器 p117 （1）回流区（补充）回流区（补充） （2）利用旋转射流稳定火焰 缺点：动力消耗大缺点：动力消耗大 、煤粉容易抛出、煤粉容易抛出 （3）利用逆向射流稳定火焰 （4）利用壁面凹槽稳定火焰 （5）偏转射流稳定火焰（补充） 现代保