工程燃烧学工程燃烧学 (25).ppt

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1、www.islide.cc1第六节 火焰稳定条件 一、火焰稳定的基本条件要求燃烧火焰保持稳定，火焰锋面需稳定在一定的位置。火炬由喷嘴喷出后，火焰锥的形状不可能是正锥形的，否则火炬就难以稳定在燃烧室内某一位置。反证过程：根据在火焰锥中正常法向传播速度和燃料混合气流速度之间的关系为：火焰锥示意图（a）=0；（b）1瞬间（c）2瞬间 试验发现，在火炬根部出现有一圈 的点火环，在点火环内 角等于零，这才能保证火炬顶部也不成尖锥形，而一般往往形成一个圆角。综上所述，为了确保燃料混合气流中火焰的稳定，必须具备两个基本条件：（1）火焰传播速度应与可燃混合气在火焰前锋法线方向的分速度相等，即满足余弦定律。（2

2、）在火焰的根部必须有一个固定的点火源，且该点火源具有足够的能量。二、火焰稳定的基本原理l对于预混燃烧，混合气流喷出并引燃后，在喷口附近形成锥形火焰，其锥角符合火焰稳定的余弦定律.l如果混合气流流速过高，火焰将会从根部开始吹脱；反之，如果混合气流流速过低，火焰则会引向喷口内。1、脱火当燃料混合物的流量不断增大时，各截面上混合物流速不断增大，而火焰传播速度的分布是不变的。最后在燃烧装置出口的混合物流体流场中再也找不到一个传播速度等于流速的地方，到处都是流速大于火焰传播速度，火焰锋面再也找不到一个可以固定的地方。这样就不可能建立点火环，可燃混合物再也不可能着火，便产生脱火。显然，脱火主要是由于喷口出

3、口气流速度过高而引起的，故又常称为吹脱。2、回火当燃料混合物流量不断减少时，各截面上的流速的分布都减小，而火焰传播速度保持不变。最后在燃烧装置出口的混合物流体流场中再也找不到一个传播速度等于流速的地方，到处都是流速小于火焰传播速度，最后就烧到燃烧装置里面去了，这便产生回火。3、离焰当燃料混合物的流量不断增大时，火焰面无法继续保持稳定，若火焰脱离喷口，悬举在喷口上方，但不熄灭，这种现象称为离焰。发生离焰时，火焰虽不立即熄灭，但此时火焰将吸入更多的二次空气，使悬举的火焰中燃气浓度降低。若可燃混合气流速继续增大，火焰会出现吹熄现象。燃烧器在工作时，不允许发生离焰、脱火或回火问题。脱火将造成燃气在燃烧

4、室及其周围环境中的累积，一旦再遇到明火便会使大量燃气迅速着火，从而造成大规模爆燃，同时燃气也会对人员造成毒害作用。回火则可能烧毁燃烧器，甚至引起燃烧器或储气罐发生爆炸，也可能导致火焰熄灭，从而造成严重后果。可见在A、B、D、C、A范围内存在着燃烧的火焰传播速度大于可燃物流动速度的条件，即存在使火焰往A点运动的条件。当由于种种原因使得某瞬间气流速度大于uL时，火焰锋面便被带到A、B、D、C、A范围内。在此处，因uLw，使得火焰锋面回复到A点，故此时可把A点看成是不动的点火源，A点的位置与流体动力参数及可燃物特性等条件有关。小结火焰稳定的基本条件（余弦定律、固定点火源）火焰稳定的基本原理（脱火、回火、离焰的概念）