液体燃料燃烧习题

1、1. 试分析油滴燃烧主要过程及特点，强化油滴燃烧有哪些途径？油滴燃烧的主要过程：油经油喷嘴雾化为油雾滴群喷入炉内(雾化)；油滴群在炉内吸热蒸发，表面形成油蒸汽(蒸发)；油滴继续被加热蒸发，空气向油气表面扩散(扩散混合)；达到着火温度后猛烈着火和燃烧(着火燃烧)；油滴残炭的异相扩散燃烧，并燃烬(燃烬)。特点：油燃烧使油雾化炬(油滴群)的蒸发燃烧；油滴的燃烬时间与油滴的直径的平方成正比；大油滴或重油油滴的燃烧大部分为油气的蒸发燃烧，也还有相当部分为固态油焦的异相扩散燃烧；如局部空气不足，会热解为炭墨的异相扩散燃烧。强化油滴燃烧的途径：提高雾化质量，使油滴群粒度小；强化空气与油滴群间的混合；采用旋流

2、方式加大油气间相对速度，控制合理的回流区，保证燃烧区内高温和足够的空气，特别是根部风，以防止油气高温分解。2. 图解单个液滴燃烧时的空间区域划分，以及油蒸汽浓度、氧气浓度和温度分布。3.油滴燃烧属于扩散燃烧还是预混燃烧？为什么？属于扩散燃烧（扩散、流动、混合、热交换），限制油滴燃烧的主要因素是其与空气的混合速度，即取决于空气向油滴表面扩散所需的时间。不同于气体燃料的均相燃烧，也不同于固体燃料的异相扩散燃烧。先蒸发后燃烧，蒸发汽化混合过程对燃料的燃烧起着决定性的作用。4. (蒸发、气化)过程是液体燃料燃烧时所特有的步骤。（热解、蒸发、气化）5. 高温环境中相对静止油珠的蒸发时间？6. 单个油滴的

3、蒸发过程的物理模型怎样？油滴蒸发满足什么定律？试推导之。物理模型：1）假设油滴为一半径为rb的球形颗粒，并被一半径为r1的高温球形气体表面所包围；2）油滴表面的蒸发处于平衡状态，且为一稳态过程，油滴处于稍低于燃油沸点的平衡温度下；3）蒸发过程是等压的，比定压热容为cp；4）油蒸气和周围介质（高温烟气和空气）均看做理想气体；5）不计辐射和对流传热，仅考虑导热，且认为气体介质及油滴的热导率和B均为常数；6）油滴周围油蒸气的浓度和温度沿半径方向线性变化油滴蒸发满足直径平方定律；7.请推导单个油滴燃烧时间的表达式8. 油滴燃尽时间(直径平方定律)或燃烧速度及其影响因素是什么？或。油粒雾化程度，雾化好，

4、油滴尺寸降低，燃烧速度快，燃尽所需时间降低；周围介质温度高，传热速度快，油滴温度上升的快，燃尽所需时间降低；油的蒸发潜热下降，容易气化，燃尽所需时间降低；油的密度降低，燃尽所需时间降低；油的导热系数增加，燃尽所需时间降低。在油粒燃烧后期所剩余5的油粒，由于其反应活性等原因，需要用掉总反应时间的50才能反应掉。此时，可以通过提高周围介质温度和增强扰动来强化其燃烧。9.从液体燃料燃烧的特点解释液体燃料燃烧为什么要雾化？油颗粒燃烬时间与颗粒直径平方成正比。10. 强化油雾与空气混合的措施有哪些？1. 加大空气流速 2.空气与油雾呈交角相遇 3. 空气呈旋转气流与油雾相遇 4. 空气分级送入与油雾相遇

5、5. 油雾化细小而均匀11.强化油雾着火燃烧的措施有哪些？Ø 点火热源能力要大些、温度尽量高些Ø 高温燃烧产物向火焰根部回流Ø 火焰稳定器使局部高温气流回流Ø 设置高温烧嘴砖或高温点火砖Ø 分段供应空气，以免空气量大冷却火焰根部12. 强化和稳定重油燃烧的基本途径有哪些？燃料油在燃烧时有可能发生回火或脱火，因此，需要采取如下措施保证其燃烧稳定：a. 改善雾化质量，保证良好的雾化。b. 供给适量的空气，强化空气与油雾的混合，如火焰根部必须供给足够的一次风，防止燃料油高温热裂解，同时防止发生回火；一次风与二次风与燃料油雾要混合均匀；采用旋转气流；加

6、强风、油后期混合。c. 保证点火区和燃烧室的高温，形成稳定的点火源，防止脱火；d. 着火区和喷口之间需要保持适当的距离，不能太近，以免烧坏烧嘴，发生回火，也不能太远，以免影响着火。13强化燃料油燃烧的途径有哪些？供风原则是什么？加强雾化，减小油滴直径，选用合适的雾化器；增加空气与油滴的相对速度。相对速度越大，越有利于燃料和空气之间的扩散、混合，加强燃烧；及时、适量供风，及时供风，避免高温、缺氧造成燃料热分解，适量供风，提高燃烧效率；供风原则：a. 少量一次风送入火焰根部，在着火前与燃料混合，防止油在高温下热分解；b. 燃烧中保证油雾与空气强烈混合，气流雾化角与油雾扩散角相适应；c. 保证后期混

7、合，提高风速，使射流衰减变慢；d. 在着火区制造适当的回流区，保证着火。14. 何谓雾化？雾化原理与雾化方法有哪些？其喷嘴有何特点？雾化是液体燃料被破碎成大量细小液滴的过程。雾化原理：是液体自身内力与其所受到的外力相互作用的结果，当外力大于内力时，油膜失去稳定性而发生破碎。雾化方法：介质雾化方法；压力雾化方法或机械雾化法；组合式雾化法(转杯式雾化喷嘴、超声波雾化喷嘴；蒸汽-机械雾化喷嘴)。15. 转杯式雾化、机械压力雾化和介质雾化的燃烧器，它们之间有什么区别？介质雾化：来自于气体介质高速射流的动量冲击破碎力及炉内气体介质的流动阻力机械压力雾化：来自于燃油离开喷嘴时高速射流具有的惯性力和气动阻力

8、，促使燃油分散转杯式雾化中既含有介质雾化，亦含有机械压力雾化，是一种组合雾化。16.油雾化特性的主要指标有哪些？影响油雾化特性的因素有哪些？如何改善雾化质量？油雾化性能指标：雾化细度(最大油粒直径、索太尔平均直径(S.M.D.)、质量中间直径(M.M.D.)及均匀性指数；流量特性曲线；雾化角(条件雾化角及出口雾化角)，雾化角越大，油雾异相火焰越短，燃烧强度越大；流量密度分布；油雾射程；调节比；对于介质雾化还有气耗率等。影响因素：a. 油温：提高油温可降低粘度，改善雾化质量；b. 雾化剂压力与流量：提高压力，喷出速度增加，颗粒平均直径减小。低压烧嘴，雾化剂流速不大，需要雾化剂多；当雾化剂量少时，

9、影响雾化质量；高压时，对雾化影响不大，需雾化剂单位耗量稍小些。c. 油压力：对于气体介质雾化式，油压不宜过高，速度太高不利雾化；但油压应高于雾化剂反压力，否则油喷不出。d. 烧嘴结构：雾化剂 / 油的出口面积、夹角、旋转度、孔数、孔形状(雾化角出口断面，油出口断面，雾化剂与油流股交角，油旋转角度，雾化剂旋转角度，雾化剂与油相遇位置，雾化剂或油出口孔数，各孔的形状，各孔之间的相对位置，烧嘴调节方法)等等，要实际试验，还要考虑制造、油嘴堵塞等问题。改善雾化性能的措施：减小油的粘度；增加雾化动力如雾化气量或雾化压力(机械式雾化时，油压高好)；改进喷嘴结构，适当增加雾化剂与油的交角，造成流股的旋转、分级雾化、多孔流出、内部混合等；提高加工质量等。17.条件雾化角与出口雾化角的关系？出口雾化角：油喷嘴出口处喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角。条件雾化角：通常以喷口为中心，以100200mm(大流量喷嘴)或4080mm(小流量喷嘴)长为半径做弧，与油雾炬(边界的位置也是相似