火焰传播和火焰稳定性.pptVIP

**由前面的分析可以知道，火焰的位置受混合气流沿径向流速梯度的变化和管壁处的梯度。假设喷嘴出口端面上混合气流速的分布是层流抛物线**由前面的分析可以知道，火焰的位置受混合气流沿径向流速梯度的变化和管壁处的梯度。假设喷嘴出口端面上混合气流速的分布是层流抛物线**当alfa升高，也就是贫燃料混合气，比较容易吹熄，燃烧的稳定工作范围比较小临界回火速度与喷嘴直径d0成三次方，因此d0增加，临界回火速度将按3次方指数增加，才能保证不回火**此图位从实验得到的CH4与空气在不同孔径时的回火特性曲线。Cfs，接近化学恰当比时的浓度，最易回火，此时临界回火流量GcrB达到最大值。**此图为从实验得到的CH4与空气在不同孔径时的吹熄特性曲线。**1）降低喷口处的火焰传播速度。2）提高混合气在喷口处的速度减小**由于工业生产中的燃烧装置，混合气的流速都非常高，远远大于脱火的极限流速，怎样才能保持火焰的稳定呢？人们就在气流中设置火焰稳定器。**从图中可以看出，截面形状1和2稳定性范围较窄，其他几种截面的形状稳定性范围为基本相同。**钝体能够稳焰的机理在于气体绕流钝体之后，在其下游尾迹中形成一种独特的流场结构。当混合气体流过V型槽时，流体的分离，在其下游的尾迹中形成一个回流区。由图可看出，截面上有两处轴向速度为零。如果把各个截面上所有轴向速度为零的点连接起来，就可得到一个轴向速度为负值的区域，这就是回流区。回流区以外则是顺流区。因此形成了环流区。环流区的存在使气体从下游进入回流区，又从上游流出回流区。回流区是个高温区，把火焰热量通过漩涡带过来，实验表明，回流区内燃烧产物的温度可稳定在1000～1200K，成为一个理想的维持连续点火的热源区，可不断的点火**V型槽火焰稳定理论有两种，能量理论和特征时间理论。能量理论认为，由于回流区将热量不断的传给新鲜的混合气，使之吸热从而达到着火温度TB回流区点火热源提供的能量混合气变成燃烧产物吸收的能量为，其中M为与回流区热源接触的流量，此流量是与接触的面积，混合气的流速和密度有关的。因此m∝wpd2,则得到Qr/Qs。**取决于混合气性质和燃烧反应的条件。VcrA为火焰吹熄的极限流量，wcrA临界吹熄速度。**新鲜混合气在回流区外边界停留的时间ts与接触的面积成正比（回流区的特征尺寸），与流速成反比，则得到根据前面我们推导的混合气的感应期是与压力和温度有关的，与压力（n-1)次方成反比，与温度是指数关系。则得到能量理论与特征时间理论得到稳定性准则关系式都与梯度有关，即W/d，**利用旋转气流在中轴部分形成中央回流区，切向在横截面形成环流。旋转气流中存在回流区和环流区，这两个区就称为着火后对混合气不断点火的热源区，保证火焰稳定。带切向进气圆筒旋流装置中，混合气以切向速度进入圆筒，边旋转边前进，流出圆筒形成旋转射流。**叶片式旋流器是利用导向叶片使气流产生切向速度和径向速度，从而产生旋转**1.在管道的顶部形成死角区，由于气流的卷吸，形成回流。2。由于惯性作用，会有一个区域形成滞止区，同样由于卷吸作用，形成回流。共同点是利用流道几何结构产生回流漩涡，形成高温热源区。**气流从一排或多排小孔中进入圆筒中，在圆筒的顶部与带孔的壁面之间形成很多小的回流和旋涡区。其形成的原因是：顶部死角区内的气体被小孔射流卷吸带走后，形成了局部低压，这引起回流。另外在小孔之间的筒壁处也有气体滞止，也会被小孔射流卷吸，形成局部低压而引起回流旋涡。应用于飞机上的火焰筒，火焰筒较粗，平均速度较低，把这个罐放进去。逆向射流与主流相撞，形成前缘滞止区，环流区把高温的燃烧产物带到滞止区，形成高温的点火热源区。**燃烧反应速度与压力的关系是n次方（从阿累尼乌斯公式）。对于一级反应，火焰传播速度于压力有关，对于二级反应，应与压力无关，但在压力很低的情况下，火焰传播速度会随压力下降而减小。图为多种碳氢燃料混合气火焰传播速度与压力指数的关系。当传播速度在50~100cm/s时，反应级数约等于2，压力指数接近零，压力影响较弱。当超出这个范围，压力指数增加，传播速度增加，压力指数越小，传播速度越小。**理论和实验都证明，当混气初温升高时，火焰传播速度也迅速增加。提高一个初始温度会影响很多因素**催化剂，CO反应中水就是催化剂，有水参加的反应由于在连锁反应中产生H和OH活性中心，使反应速度加快了两倍多。贵金属也可作为催化剂使用，共同使用，实现三元催化，加快化学反应速度，烧得完全。**惰性气体改变燃气得导温系数，并改变混合气中，氧化剂的配比。因此火焰传播速度会有很大的改变。**催化剂，CO反应中水就是催