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金属纤维燃烧器的燃烧特性研究 摘要：本文介绍一种新型的燃烧器一金属纤维燃烧器。它不同于普通的燃烧器，具有升温快、冷却快，燃烧效率高、污染物排放量低等特点。本文分析了金属纤维燃烧器在不同工况下的燃烧性能和排放性能，供燃烧器设计参考。关键词：金属纤维燃烧器、低NOx、火焰稳定性、燃烧特性??? 1　概况　　为了最大限度的利用能源和减少环境污染，一种新型的燃烧方式一金属纤维表面燃烧诞生了。它不仅具有红外燃烧的特点，而且低污染排放的特点引起了人们的广泛注意。金属纤维燃烧器的头部是由极细金属纤维制成的。金属纤维既可以烧结在一起，形成刚性而多孔的板材，也可以通过纺织过程制成柔软的织物。两种结构都提供了透气性很强的均匀介质。既可以在热辐射模式下又可以在蓝焰模式下燃烧，而且能在两种模式下实现燃烧平移转换。　　金属纤维燃烧器具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。这给予了燃烧器超常的使用寿命。当燃烧器在封闭的环境中，表面温度和辐射效率将会提高。金属纤维燃烧器长寿命工作的最高温度为1100℃。(1)　　金属纤维燃烧器具有抗热冲击性能，由于采用了100％的金属，金属纤维燃烧器甚至可以经受极限状态的热冲击。水泼在燃烧器的表面上将会被蒸发，而不会在燃烧器表面留下任何损坏的痕迹。此外，金属纤维燃烧器还具有良好的抗机械冲击性能、逆火安全性能和快速冷却性能。　　金属纤维燃烧器的柔性，使燃烧器的头部可以做成任何形状。如扁平形、圆筒形、圆锥形、凹形、球形等。　　金属纤维燃烧器红外辐射的特性和低污染排放的特点，使其应用于很多行业，包括家用烤箱、工业炉、食品行业、纺织业、汽车业、玻璃制造业、钢铁铸造业等。??? 2　工作原理　　金属纤维燃烧器属于预混气体表面燃烧。预先混合均匀的燃气空气混合物流向燃烧器头部，在透气性均匀的金属纤维织物表面层进行燃烧。燃烧以两种方式进行，既红外热辐射方式和蓝焰方式。(2)红外热辐射方式是可燃混合物在织物内部进行燃烧，金属纤维织物被加热至白炽状态，一部分热量以辐射方式释放。蓝焰方式是可燃混合物在织物上方燃烧，火焰承蓝色浮在表面上，热量以对流方式释放。　　由于金属纤维织物的均匀透气性和燃气与空气的均匀预混，燃烧十分稳定和温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。预混又有足够的空气供给，故C0的排放也低。??? 3　金属纤维燃烧器的燃烧实验??? 3．1 金属纤维燃烧器在敞开空间的燃烧实验　　金属纤维燃烧器在敞开的大气环境中燃烧，研究在不同过剩空气系数下，NOx、CO排放量随火孔热强度的变化规律。主要实验数据如下： 表1 不同火孔热强度、不同过剩空气系数CO排放量 一次空气系数a=1.1 火孔热强度(W/mm2) 0.604 0.691 0.753 0.878 0.998 1.128 1.367 1.427 1.508 1.581 1.719 CO(a=1)(ppm) 30.5 30.9 32.1 32.0 37.0 36.7 37.2 35.6 40.2 41.7 42.1 一次空气系数a=1.2 火孔热强度(W/mm2) 0.604 0.691 0.753 0.878 0.998 1.128 1.367 1.427 1.508 1.581 1.719 CO(a=1)(ppm) 21.3 21.8 22.0 25.0 26.0 26.7 27.8 29.2 25.6 26.9 30.1 一次空气系数a=1.3 火孔热强度(W/mm2) 0.604 0.691 0.753 0.878 0.998 1.128 1.367 1.427 1.508 1.581 1.719 CO(a=1)(ppm) 13.8 15.6 15.9 16.0 20.0 20.1 21.5 19.8 20.1 20.5 17.6  火孔热强度q(w／mm2)图1不同过剩空气系数CO排放量 表2 不同火孔热强度、不同过剩空气系数NOx排放量 一次空气系数a=1.1 火孔热强度(W/mm2) 0.604 0.691 0.753 0.878 0.998 1.128 1.367 1.427 1.508 1.581 1.719 NOx(a=1)(ppm) 68.1 92.5 92.9 96.0 112.0 121.0 125.0 128.0 132.0 136.0 142.0 一次空气系数a=1.2 火孔热强度(W/mm2) 0.604 0.691 0.753 0.878 0.998 1.128 1.367 1.427 1.508 1.581 1.719 NOx(a=1)(ppm) 57.2 59.0 59.3 61.0 63.0 63.9 65.1 67.3 72.1 80.1 89.5 一次空气系数a=1.3 火