燃气燃烧过程
燃气采暖炉的工作原理
燃气采暖炉的工作原理
燃气采暖炉的工作原理是利用燃气燃烧产生的热能，通过热交换器将热能传递给空气或水，并将热能传输至采暖系统，最终达到供暖的效果。
具体工作原理如下：
1. 燃气供应: 将天然气或液化石油气（LPG）供应给燃气采暖炉的燃烧室。
2. 燃烧过程: 在燃烧室内，燃气与空气混合，并通过点火装置点燃。
随后，燃烧产生的火焰会持续地燃烧，释放出大量的热能。
3. 热交换: 燃烧产生的高温烟气通过热交换器，传递给空气或液体介质（如水）。
- 若燃气采暖炉为直接燃烧式，热交换器会直接将烟气的热能传递给通过其表面流动的空气。
空气在热交换过程中受热并升温，然后通过风扇将温暖的空气通过管道输送至需要供暖的室内。
- 若燃气采暖炉为间接燃烧式，热交换器会将烟气的热能传递给通过其表面流动的流体介质（如水）。
热交换器的流体反面经过加热后，被泵送到采暖系统中，以便供暖。
4. 清洁排放: 在燃烧过程中，燃烧产生的烟气会通过燃烧室内
的烟道排放至室外，并通过烟囱排出。
烟气排放需要遵守环境保护的相关法规和要求，以减少空气污染。
总结起来，燃气采暖炉的工作原理包括燃气供应、燃烧过程、热交换和清洁排放。
通过这些过程，燃气采暖炉能够将燃烧产生的热能有效地传递给空气或水，从而实现供暖。
燃气轮机的四个过程
燃气轮机的四个过程
1.压缩过程：燃气轮机的第一个过程是将空气压缩到高压状态。
这个过程中，轮机的压缩器会将空气压缩到几倍于大气压的高压状态，从而为后续的燃烧提供足够的气体。
2. 燃烧过程：燃气轮机的燃烧室中通过喷嘴喷射燃料，并在高
压空气的作用下燃烧产生高温高压的气体。
这些气体会通过轮机中的涡轮，将热能转化为动能，进而驱动发电机或其他设备。
3. 膨胀过程：燃气轮机的第三个过程是将高温高压的气体通过
轮机中的涡轮膨胀，产生动能。
在这个过程中，气体温度会降低，但仍然比大气温度高许多。
4. 排气过程：燃气轮机的最后一个过程是将已经膨胀完的高温
高压气体经过排气管排出轮机。
在这个过程中，气体温度会进一步降低，直到接近大气温度。
通过这四个过程，燃气轮机将燃料燃烧产生的热能转化为动能，从而驱动发电机或其他设备。
其高效率、低排放、启动快速等优点，使其成为现代发电行业中最常用的设备之一。
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燃气燃烧方法(正式)
编订：__________________单位：__________________时间：__________________燃气燃烧方法(正式)Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-6024-92 燃气燃烧方法(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：1．扩散式燃烧法将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。
由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。
天然气燃烧的化学反应方程式
天然气燃烧的化学反应方程式天然气作为一种常见的燃料，被广泛用于烹饪、供暖以及工业生产等领域。
在燃烧过程中，天然气的主要组成成分为甲烷，其化学反应方程式为：
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
这是甲烷燃烧的简化方程式，其中CH4代表甲烷，O2代表氧气，CO2代表二氧化碳，H2O代表水。
这条方程式描述了甲烷和氧气反应后生成二氧化碳和水的过程。
甲烷是天然气中最主要的成分，其分子结构由一个碳原子和四个氢原子组成。
当甲烷与氧气发生燃烧时，燃料中的碳和氢与氧气反应，生成二氧化碳和水。
天然气燃烧的化学反应是一个氧化反应，也称为燃烧反应。
这种反应是放热反应，可通过火焰、热量释放和发光等现象观察到。
除了甲烷，天然气中可能还含有少量的乙烷、丙烷和丁烷等烷烃化合物。
对于这些烷烃，它们的燃烧反应方程式可以通过类似的方法推导得到。
由于不同组分的燃烧反应会产生不同的产物，所以在实际应用中，需要根据天然气的具体成分来确定燃烧的方程式。
同时，考虑到工业生产中的环保要求，也需要通过调节燃烧条件来控制生成的产物。
综上所述，天然气燃烧的化学反应方程式主要由甲烷燃烧方程式构成，描述了甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水的过程。
对于其他烷烃
化合物，也可以根据其组成和化学性质来确定相应的燃烧方程式。
了解这些反应方程式有助于我们更好地理解天然气的燃烧过程，并为实际应用中的安全和环保提供参考依据。
第四章 燃气燃烧方法
天然气和空气在多孔陶瓷板上 燃烧时的温度变化曲线
L0为小孔式火道长度
第三节 完全预混式燃烧
2、冷却法防止回火
•冷却火孔以降低火孔出口的火焰传播速度，从而防止回火。
第四节 燃烧过程的强化与完善
一、两个热强度
1. 面积热强度：指燃烧室(或火道)单位面积上在单位时间内
通常碳粒来不及在高温区烧完，随气流流入火焰尾部低温区,燃 烧由扩散区转为动力区(温度低造成)，此后，碳粒的燃烧可能完全中 断，未燃尽的碳粒冷却后便形成碳黑，沉积在加热表面或管壁上。
五、火焰辐射
◆ 燃气火焰辐射有两种情况：
①、不发光的透明火焰的辐射，主要为高温气体的辐射，如 CO2、H2O。
②、黄色、光亮而不透明的光焰辐射，其中火焰内的游离碳 粒子产生的固体辐射占很大比例。气体辐射仅在窄波段进 行，辐射能力弱，而发光固体颗粒辐射具有连续发射光谱 能力，辐射能力强。
四、紊流预混火焰的稳定
◆ 采用人工的稳焰方法，出发点仍为改变气流速度以及改 变传播速度。
◆常用方法：在喷口处设置一个点火源。
1. 连续作用的人工点火装置，如炽热物体，辅助火焰。如图 1 2.使炽热的燃烧产物流回火焰根部形成点火源，如采用火焰稳定器:圆棒、
V型棒、锥体、平盘、鼓形盘等。如图2
图1 用辅助火焰作点火源 1—燃烧器火孔；2—小孔；3—环形缝隙
② 火焰焰面为圆锥形，焰面以内为燃 气，焰面以外为空气，焰面处α=1，燃 烧产物浓度最大。 ③ 火焰长度与气流速度成正比，对同 一种燃气和同一燃烧器，气流速度越大， 火焰越长。 ④ 燃气流量一定时，火焰长度与气流 速度无关，仅与气体的扩散系数成反比。 扩散系数越大，火焰越短。(扩散系数即
燃气燃烧方法
编号：SM-ZD-19906 燃气燃烧方法Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：____________________审核：____________________批准：____________________本文档下载后可任意修改燃气燃烧方法简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
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燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：1．扩散式燃烧法将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。
由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。
燃气燃烧反应机理
燃气燃烧反应机理燃气燃烧反应是指燃气混合物在一定条件下与氧气发生化学反应，产生高温、高压及能量释放的一种现象。
燃气燃烧反应机理是指在反应中碳、氢、氧等元素之间的相互作用及其反应路径。
研究燃气燃烧反应机理对于提高能源利用效率、降低排放量、减少环境污染具有重要意义。
燃气燃烧反应过程燃气燃烧反应可以分为三个阶段：引燃阶段、爆炸阶段和熄灭阶段。
引燃阶段燃气在空气中混合，形成可燃混合气体。
热源接触可燃混合气体，产生高温点火，引发化学反应。
当可燃混合气体中的燃气浓度达到一定程度时，化学反应会继续进行，燃气开始燃烧，释放出大量的热能。
爆炸阶段在燃气燃烧反应中，可燃混合气体中的燃气会与空气中的氧气结合，产生大量的热量和气体。
当燃气释放出的热量和压力超过了周围环境的承受能力时，就会引起爆炸。
熄灭阶段当可燃混合气体中的燃气浓度下降到一定程度时，化学反应会逐渐停止，燃气燃烧反应逐渐减弱，直到彻底消失。
燃气燃烧反应机理燃气燃烧反应是一种复杂的化学反应，涉及到多种元素和化合物之间的反应路径。
其中，碳、氢、氧等元素是产生燃气燃烧反应的主要元素。
碳的燃烧碳的燃烧反应是指碳与氧气结合产生热能、二氧化碳和水。
化学方程式为：C + O2 → CO2 。
在碳的燃烧反应中，不同的温度和压力对燃烧反应的速率和反应产物都会产生影响。
氢的燃烧氢的燃烧反应主要是指氢气与氧气结合产生热能和水。
化学方程式为：2H2 + O2 → 2H2O。
在氢的燃烧反应中，温度越高、压力越大，则燃烧反应越迅速，生成的热量和水的产生量也会增加。
次氧化碳的燃烧次氧化碳的燃烧反应是指次氧化碳与氧气结合产生热量和二氧化碳。
化学方程式为：2CO + O2 → 2CO2。
在次氧化碳的燃烧反应中，反应速率与温度和偏压有关。
结语燃气燃烧反应机理是一项复杂的科学研究，对于提高能源利用效率和环境保护具有重要作用。
不同元素之间相互作用的反应机理对于燃气燃烧反应的发生和控制有着至关重要的影响。
燃气燃烧方法
第五章 燃气燃烧方法第一节 扩散式燃烧二、层流扩散火焰的结构将管口喷出的燃气点燃进行燃烧，如果燃气中不含氧化剂(即'0α=)则燃烧所需的氧气将依靠扩散作用从周围大气获得。
这种燃烧方式称为扩散式燃烧。
dC M DFdr∝ (5-1)式中 D ——扩散系数；F ——垂直于扩散方向两股气流的接触面积；dCdr——径向浓度梯度。
对于上述两种相似情况，扩散率之比为：11112222dC D F M dr dC M D F dr ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫⎪⎝⎭ (5-2)111222F d L = (5-3)1212dC d dr dC d dr ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫⎪⎝⎭(5-4)11112112222122M D d L d D L M D d L d D L =⨯⨯= 2111122222D L v d D L v d = 或者2DLvd=常数2vd L D∝(5-5)三、层流扩散火焰向紊流扩散火焰的过渡10.700.29g C asC r=+ (5-6)式中 s ——距出口的轴向距离； a ——紊流结构系数； r ——射流喷口的半径。
1g gC C n=- 或111g C C n =+ (5-7)0.70110.29f al n r=++[0.70(1)0.29]f rl n a=+-(5-8)四、扩散火焰中的多相过程E RTW Be-= (5-9)式中 W ——反应速度；B ——试验系数，取决于气相组成、固相表面积等因素； E ——活化能； R ——气体常数； T ——绝对温度。
dC W DFdr=- (5-10)式中 D ——扩散系数； F ——接触表面积；dCdr——浓度梯度。
五、燃气火焰的辐射第二节 部分预混式燃烧一、部分预混层流火焰在燃烧器出口的周边上，存在一个稳定的水平焰面，它是空气-燃气混合物的点火源，又称点火环。
二、部分预混层流火焰的确定如果燃烧强度不断加大，由于v S =的点更加靠近管口，点火环就逐渐变窄。
燃气燃烧方法部分预混式燃烧
燃气燃烧方法部分预混式燃烧燃气燃烧时，一次空气过剩系数a‘在0〜1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。
一、部分预混层流火焰产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。
如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。
这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。
为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。
蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。
若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。
若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。
氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。
蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。
层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。
静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度sn（其方向指向锥体内部）与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余弦定律：sn二vn二vcos® (5 —5)式中®——预混气流方向与焰面上该点法线方向之间的夹角。
余弦定律表明了层流火焰传播速度与迎面来的气流速度在火焰稳定情况下的平衡关系，火焰虽有向内传播的趋势，但仍能稳定在该点。
另一方面，蓝色锥体焰面上各点，还有一个气流切向分速度，使该处的质点要向上移动。
燃气燃烧方法
燃气燃烧方法
燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：
1．扩散式燃烧法
将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法
按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。
由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法
在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：
(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；
(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；
(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力
学因素控制。
所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括氧化剂与燃气混合预热所需的时间ph和进行化学反应所需的时间ch,即：
=Ph+ch
按燃烧阶段所需时间不同，也可区别出以上不同类型的燃烧方法。
如果ph远大于ch，则ph，燃烧在扩散区进行，物理因素是影响燃烧全过程的主要因素：反之，ph远小于ch，则ch燃烧在动力区进行，化学动力学因素是影响燃烧全过程的主要因素；若phch。
燃烧在中间区进行。
天然气完全燃烧和不完全燃烧的三个反应方程式
天然气是一种常用的清洁能源，但在其燃烧过程中，会产生不同的反应，包括完全燃烧和不完全燃烧。
以下将介绍天然气完全燃烧和不完全燃烧的三个反应方程式。
1. 天然气的完全燃烧反应方程式天然气主要成分是甲烷，分子式为CH4。
在完全燃烧的条件下，天然气与氧气发生反应，生成二氧化碳和水。
其反应方程式如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O这个反应是在充足的氧气条件下进行的，完全燃烧后只产生无害的二氧化碳和水，不会产生有害的气体。
2. 天然气的不完全燃烧反应方程式当天然气在缺氧或不完全燃烧的条件下进行时，会生成一些有害的副产物，其中最主要的是一氧化碳。
不完全燃烧的反应方程式如下：2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O由于缺乏充足的氧气，部分甲烷只能氧化生成一氧化碳和水，一氧化碳是一种无色、无味、有毒的气体，对人体健康有害。
3. 不完全燃烧的另一种反应方程式除了生成一氧化碳，不完全燃烧还会生成碳黑和其他有机化合物。
其中，碳黑是一种固体颗粒状的副产物，会对环境造成污染，同时也是一种致癌物质，对人体健康有害。
不完全燃烧的另一种反应方程式如下：CH4 + O2 → C + 2H2O在这个反应方程式中，产生了固体的碳和水，碳是主要的有害副产物之一。
总结：天然气的完全燃烧和不完全燃烧分别生成了不同的产物，完全燃烧产生的二氧化碳和水对环境相对友好，不会对健康和环境造成危害。
而不完全燃烧产生的一氧化碳、碳黑等有害气体和固体则可能对人体健康和环境造成危害，因此在使用天然气时，应尽量保证充足的氧气供应，以达到完全燃烧的效果，减少有害副产物的生成。
以上是关于天然气完全燃烧和不完全燃烧的三个反应方程式的介绍，希望能对读者有所帮助。
祝大家生活愉快，环保健康！天然气的燃烧反应是人们日常生活中不可或缺的一部分。
因为天然气是一种清洁的能源，被广泛用于家庭取暖、烹饪以及工业生产等各个领域。
然而，天然气的燃烧过程中，完全燃烧和不完全燃烧所生成的产物却截然不同，这在一定程度上决定了天然气使用的安全性和环保性。
天然气燃烧的化学方程式
天然气燃烧的化学方程式
由于天然气的主要成分是甲烷，因此天然气燃烧的过程就是甲烷的燃烧，这又可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种情况。
完全燃烧：CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O；甲烷+氧气→二氧化碳+水蒸汽。
不完全燃烧：2CH4+3O2=2CO+4H2O；甲烷+氧气→一氧化碳+水蒸汽。
扩展资料
天然气燃烧的用途
天然气具有具有无色、无味、无毒的特性，主要用途是用作燃料，天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。
由于传统燃料煤和石油在燃烧过程中会产生大量有害气体，造成环境污染，因此人们一直在寻找可替代的.清洁能源，天然气作为燃料具有的优点有：
1、绿色环保。
天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，排气污染小。
2、经济实惠。
天然气与人工煤气相比，单位热值高，同比热值价格相当。
3、安全可靠。
天然气是较为安全的燃气之一，比重轻于空气，一旦泄漏会立即向上扩散。
燃气供应工程 第9章 燃气燃烧基本理论
tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标，它表明某种 燃气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的最高温度。
4、实际燃烧温度tact：
实际燃烧温度与理论燃烧温度的差值随工艺过程 和炉窑结构的不同而不同，很难精确计算出来。经验 公式为：
tact tth
μ—高温系数。对一般工业炉窑可取0.65～0.85，无焰 燃烧器的火道可取0.9。
干空气中N 2与O2 的容积比为：
yN2 : yO2 79: 21 3.76
燃气燃烧所需的理论空气量为： 1 n V0 0.5H 2 0.5CO (m )Cm H n 1.5H 2 S O2 0.21 4
一般情况下，燃气的热值越高，燃烧所需的理论 空气量越多，还可用以下近似公式进行估算： 对于天然气和LPG：
三、燃气燃烧的火焰传播
（一）火焰的传播方式：
正常的火焰传播 爆炸 爆燃
燃气在工业与民用燃烧设备中的燃烧过程都属于 正常的火焰传播过程,在工业中常见的是紊流状态下 的火焰传播。
（二）火焰传播速度Sn：
当管径大到一定程度时，管壁散热对火焰传播速 度的影响消失，这时火焰传播速度走近于一最大值， 该最大值称为法向火焰传播速度Sn。
二、燃气热值的确定：
1、定义：1 m 3燃气完全燃烧后所放出的全部热量。 2、燃气热值的计算： ①直接用实验方法测定；
②用各单一气体的热值根据混合法则计算。
H H1 y1 H 2 y2 H n yn
三、燃烧所需空气量：
（一）理论空气需要量：
3 按燃烧反应计量方程式，1 m（或 1kg）燃气完全 燃烧所需的空气量，是实现燃气完全燃烧所需要的最 小空气量。单位为： m3 / m3干燃气或 m3 / kg
第七章 燃气的燃烧方法
2、紊流扩散火焰的长度 在燃气紊流自由射流中，由实验公式，轴线上的燃气浓度 Cg与射流出口处的原始浓度C1之比为：
Cg C1 0.70 as 0.29 r
α—紊流结构系数； s—轴向距离； r—射流喷口的半径。
射流中各点的燃气浓度与空气浓度之和应该是一样的，它等 于出口处的浓度和 ：
C1 0 C1
13
思考：如何消除层流扩散火焰中的煤烟？
在火焰的内侧高温区：扩散区燃烧，可从内部提供足够多的 氧气。（例如部分预混式，完全预混式燃烧）
在火焰的外侧低温区：动力区燃烧，外部保温。如马灯、煤
油灯的玻璃罩，起到防风、保温作用。
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3、层流扩散的长度 采用相似关系来分析层流扩散火焰的基本规律。
扩散燃烧装臵 ：管1、管2 ；
家庭用燃气用具大都属于此类。如燃气灶、热水器。日 常生活中常见：打火机、煤油灯。
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燃气在一定压力下， 以一定流速从喷嘴流 出，进入吸气收缩管， 燃气靠本身能量吸入 一次空气。在引射器 内燃气和一次空气混 合，然后经头部火孔 流出，进行燃烧，形 成本生火焰。
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根据气流喷出速度的不同，部分预混火焰又可分为层流和紊流。
但氧气向焰面扩散的速度基本未变，焰面的收缩点离喷
口越来越远，火焰长度不断增加。这时，火焰表面积增加，
单位时间内燃烧的燃气量↑。
b、当Vm↑→临界值时，
流动状态从层流→紊流→火焰顶点跳动。
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c、随Vm继续↑，
火焰绝大部分均扰动起来，这时扩散转变为紊流扩散， 混合加剧，燃烧强化→火焰变短。
d、随着扰动程度的加剧，混合时间↓↓，当 在动力区进行。
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3、点火环 思考：管道上气流的速度按抛物线分布，中心大，四周小， 管壁处为0。火焰会不会传到燃烧器里去？ 不会，火焰传播速度受管壁散热的影响，该处的火焰传播 速度因为管壁散热也减小了。 思考：在焰面任一点上，Sn=Vn， 火焰在该点是否能完全稳定？ 不能，只是在火焰面法向上稳定， 由于存在切向分速度，使质点向上移 动。
燃气燃烧与应用_chap3
3 再考虑喷入角度的影响
h K s K v2 d v1
Ks与喷入角度有关的系数，实 验确定为Sinα
2 mix K s sin q 21 1
在考虑混合物流速增加、喷入角度变化的影响之后， 得到最终的射流穿透深度计算式：
h K s K v2 d v1
2 mix K s sin q 21 1
动量矩
v—轴向分速度； u—切向分速度；
men s 0.32 1 m0 d
a men 0.32 m0 g
12
s 1 d
按照L/L0或者men/m0，都可以计算被卷吸空气达到燃烧要
求所需要的长度——火焰长度；
射流中心燃气大量过剩，为形成均匀的可燃混合物，还需
要一段扩散时间，实际的火焰长度总比这样计算的得到长度 要长很多。
第二节 平行气流
一、平行气流中的自由射流
起始段、过渡段、基本段； 过渡段——等速核心消失、但轴心速度衰减缓慢； 边界为直线，基本段的边界不同于起始段和过渡段；
射流的扩张角/轴心速度的 衰减/核心区长度——都与 射流出口速度和外围气流 速度之间的速度梯度有关
用外围气流速度Vs和射流出口速度V0 之比来表示气流混合的程度。
2
收缩后的孔口直径；
喷嘴实际的喷嘴直径；
' v2 ＝
收缩处实际的气流速度 此时的射流穿透深度为
h K s sin mix q21 d
v2
如何考虑喷嘴前燃气流速/方向对射流穿透深度的影响
•燃气流速低、燃气通道大，孔口前的燃气流动方向与射
流方向一致时——不予考虑；
•燃气流速较高、燃气通道小，孔口前的燃气流动方向予
燃气燃烧的气流混合过程
燃气燃烧的气流混合过程
在燃烧技术中，燃气燃烧过程是一个复杂的物理、化学过程。
就其过程进展条件不同，可分为动力燃烧和扩散燃烧，前者为燃气和空气预先充分、均匀混合，然后送入燃烧室进行燃烧；后者为燃气和空气分别送入燃烧装置，在燃烧室内一边混合，一边进行燃烧，由于燃烧速度较慢，一般有明显的火焰，也称为有焰燃烧。
对于有焰燃烧，燃气和空气混合的物理过程，是决定燃烧特性的重要因素。
如，火焰长度、宽度及它的温度分布等等。
所以，研究燃烧过程，必须讨论与燃烧化学反应密切相关的物理过程。
从燃烧器喷嘴喷出的燃气流或然气、空气混合流，都是一股射出流体，简称为射流。
射流分为各种类型。
按射流方式可分为直流射流、旋转射流；按出流方向可分为平行射流、环状同心射流、相交射流；按流动状态可分为层流射流、紊流射流等等。
本章属燃烧空气动力学内容，介绍气流混合的基本概念和自由射流、相交气流。
第一节静止气流中的自由射流
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燃气燃烧方法扩散式燃烧
燃气燃烧方法扩散式燃烧燃气燃烧方法，是指利用空气中氧气与燃气反应产生火焰的过程。
在不同的工业和家庭应用中，燃气的供应、混合、点火等环节都有所不同，因此，各种燃气燃烧方法，适用于不同的场合。
其中，扩散式燃烧是一种常见的方法，本文将详细介绍其原理及应用。
扩散式燃烧原理扩散式燃烧是通过将燃气从一个小孔喷射出来，并在空气中逐渐扩散，形成火焰。
具体来说，扩散式燃烧的步骤包括：1.燃气混合：将燃气与空气以一定的比例混合，使其能够燃烧。
在燃气燃烧器中，通常使用混合器完成这一步骤。
2.喷射：将混合后的燃气通过喷嘴喷射出来。
喷嘴是一个细小的管道，在其出口处形成了一个小孔，以便燃气能够逐渐扩散。
3.扩散：喷嘴喷出的燃气将在空气中逐渐扩散，直到形成火焰。
4.燃烧：在扩散的过程中，燃气与空气混合，达到可燃的状态，然后点燃生成火焰。
扩散式燃烧的原理非常简单，但是其应用范围广泛，燃气热水器、燃气灶具等家庭用品中都使用了这种燃烧方法。
扩散式燃烧的特点扩散式燃烧具有以下几个特点：1.燃气的喷射速度较慢，热释放速度也相对较低，因此火焰温度较低。
这种燃烧方式适用于一些需要较低温度的场合，例如家庭燃气热水器。
2.燃气的流量和空气的混合比例容易控制，因此燃气的燃烧效率较高。
3.火焰较为稳定，不易出现燃烧不完全或烟气排放问题。
4.较为安全，因为燃气喷射速度较慢，不易发生高温油花、火花等现象，降低了火灾的风险。
综上所述，扩散式燃烧非常适用于家庭和工业场合中，不需要高温的、燃烧效率要求较高的情况。
扩散式燃烧的应用扩散式燃烧广泛应用于燃气设备、燃气灶具、燃气热水器等领域。
以下是一些常见的应用：燃气热水器燃气热水器是一种家庭用品，其内部有一只燃气燃烧器，用于加热水。
燃气热水器通常采用扩散式燃烧，将燃气和空气混合后喷射出来，然后在燃烧室内扩散，形成火焰，加热水。
燃气灶具燃气灶具也是一种常见的家庭用品，用于烹饪食物。
与燃气热水器类似，燃气灶具也采用扩散式燃烧。
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器工作原理燃气燃烧器是一种常用的燃烧设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它的主要作用是将燃气与空气混合后在燃烧室中进行燃烧，产生高温和热能。
本文将详细介绍燃气燃烧器的工作原理。
一、燃气燃烧器的基本结构燃气燃烧器的基本结构主要包括燃烧室、混合器、点火系统、燃料供应系统和控制系统等组成。
其中，燃烧室是燃烧器的核心部件，用于容纳并控制燃烧过程，混合器用于将燃气和空气按一定比例混合，点火系统用于点燃燃料混合物，燃料供应系统负责供应燃气或液化石油气，控制系统则对燃烧器的燃烧过程进行调节和控制。
二、燃气燃烧器的工作过程1. 空气供应：在燃气燃烧器工作之前，需要通过风扇或引风机将空气输送到混合器中。
空气在输送过程中经过过滤，去除杂质和污染物，以确保燃烧过程的纯净和稳定。
2. 燃气供应：燃气通过管道输送到燃烧器中，供应给混合器。
燃气在供应过程中经过减压阀控制其压力，并通过探测装置检测其流量和浓度。
燃气的流量和浓度达到设定值后，可以进入下一步骤。
3. 燃气与空气混合：燃气从供应系统进入混合器，与空气按一定比例混合。
混合器中通常采用喷嘴形状的构造，通过速度和压力的变化使得燃气和空气充分混合。
混合比例的调节可以通过控制燃气和空气的流量来实现。
4. 燃烧过程：经过混合后的燃料混合物进入燃烧室，这是燃烧器的关键部分。
燃烧室中有燃烧器头和燃烧器室两部分，燃料混合物在燃烧器头中点燃，并形成稳定的火焰。
燃烧室的设计和形状会影响燃烧的效果和热能的产生。
5. 热能输出：燃烧产生的高温气体通过燃烧室的出口排出，释放出的热能可以用于加热空气或水，供应工业生产或居民使用。
三、控制系统的作用燃气燃烧器的控制系统起着重要的作用。
通过传感器检测燃气和空气的流量、浓度和压力，控制系统可以实时监测和调节燃烧过程的稳定性。
当燃烧过程中出现异常情况时，控制系统可以发出警报信号，并自动停止燃烧器的工作，确保安全使用。
同时，控制系统还可以根据用户的需求设定温度、压力和燃气的供应量等参数，并自动调整燃气燃烧器的工作状态，以达到最佳的燃烧效果和能源利用效率。
第05章 燃气燃烧方法
第二节 部分预混式燃烧
三、部分预混紊流火焰
• 紊流火焰的特点：火焰长度短，顶部圆，焰 面皱曲，火焰厚度增加，表面积增加。 • 紊流火焰结构： ¾ 焰核：燃气空气混合物尚未点着的冷区 ¾ 焰面：着火与燃烧区 ¾ 燃尽区：此区边界看不见，通过气体分析确 定。
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第二节 部分预混式燃烧
四、紊流预混火焰的稳定 • 紊流火焰工作的稳定区变得很窄，常常全 部消失，只有人工办法稳焰。 • 要想稳焰，就要想办法在局部地区保持气 流速度和火焰传播速度之间的平衡。 ¾ 从气流速度着手→流体动力学方法 ¾ 从改变火焰传播速度着手→热力学和化学 方法
二、部分预混层流火焰的确定
• 离焰：当燃烧强度不断加大，气流速度v↑， 使得v=S的点更加靠近管口，点火环变窄，最 后使之消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定 距离以外燃烧。 • 脱火：若气流速度再增大，火焰被吹熄。 • 回火：若进入燃烧器的燃气流量不断减小， 即气流速度v↓，兰色锥体高度↓，最后由于 气流v小于Sn，火焰缩进燃烧口，熄灭。
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第二节 部分预混式燃烧
• 分析根部：在火焰根部气速度降为0，但 火焰不会传到燃烧器里去。 •在1-1环上，S<v→推离 •在2-2环上，S>v→回燃 •必存在3-3环，该环上 S=v，该环没有切向分 速，φ=0→水平焰面→点 火源→又称点火环，使层 流火焰根部得到稳定。
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第二节 部分预混式燃烧
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第三节 完全预混式燃烧
• 在部分预混式燃烧的基础上发展起来的， 技术合理。广泛应用。 • 在下列条件下进行的燃烧，称为完全预混 式燃烧，又称无焰燃烧 • 进行完全预混的条件： ¾ 燃气和空气在着火前预先按大于等于化学 计量比混合均匀（即α’≥1）； ¾ 设置专门的火道，使燃烧区保持稳定的高 温。
燃气锅炉燃烧器点火流程
燃气锅炉燃烧器点火流程1.预启动：在点火之前，需要进行一系列的准备工作，以确保燃烧器能够安全、有效地点燃。
首先，需要检查锅炉的供气管道是否正常并且通畅。
同时，需要确保锅炉的燃烧器、阀门和控制装置的工作状态正常。
2.点燃：点燃燃气锅炉燃烧器的步骤可以分为手动点火和自动点火两种方式。
-手动点火：首先，需要将点火按钮或装置设为手动模式，并将点火气流调节阀门完全关闭。
然后，打开燃烧器的阀门，并将点火器对准燃烧器的点火位置。
接下来，在观察窗口中观察燃烧器的燃烧情况（如有可见的火焰）。
最后，将点火按钮或装置设回自动模式。
-自动点火：自动点火需要将点火按钮或装置设为自动模式，并按下点火按钮。
在这种模式下，点火器会自动进行点火操作，而无需人工干预。
在点火期间，观察窗口中应该能够看到燃烧器的燃烧情况。
3.自动供气：一旦点火成功，锅炉的自动供气系统将开始工作。
这个步骤是为了确保燃烧器能够持续供应足够的燃气来保持燃烧。
供气系统通过控制燃烧器的阀门来达到这一目的。
当锅炉需要增加燃气供应时，阀门会打开，反之亦然。
此外，供气系统还会根据锅炉的负载情况自动调整燃气的流量。
4.正常运行：一旦燃烧器成功点火并且自动供气系统正常工作，锅炉将进入正常运行状态。
在这种状态下，燃烧器将继续燃烧燃气，以提供锅炉所需的热能。
需要注意的是，燃气锅炉燃烧器的点火流程可能会有所不同，具体取决于锅炉的型号和制造商。
此外，在点火过程中需要注意安全，遵循相关的操作规程和安全措施。
如果出现任何异常情况，应立即停止点火操作，并寻求专业人士的帮助进行维修或调试。
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（三）火焰传播浓度极限
火焰传播浓度极限又称为着火浓度极 限。 由于火焰传播浓度极限范围内的可燃 气体混合物，在一定条件下会瞬间完 成着火而形成爆炸，因此火焰传播浓 度极限又称为爆炸极限。
影响火焰传播浓度极限的因素
（1）燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传 播浓度极限范围扩大； （2）提高燃气-空气混合物温度，火焰传 播浓度极限范围扩大； （3）提高燃气-空气混合物压力，火焰传 播浓度极限范围扩大； （4）燃气中加入惰性气体时，火焰传播 浓度极限范围缩小； （5）含尘量，含水蒸气以及容器形状和 壁面材料等因素，有时也会影响火焰传播 浓度极限。
三.燃气燃烧的火焰传播
（一）火焰的传播方式 火焰的传播有三种方式：正常的 火焰传播，爆炸和爆燃。 （二）火焰传播的速度Sn 火焰在管内静止或层流可燃气体 混合物中的传播速度与气流向管壁的 散热有关。
影响法向火焰传播速度Sn的因 素主要有以下几个方面：
（1）可燃混合物的性质 （2）燃气浓度 （3）可燃混合物起始温度 （4）可燃混合物的压力 （5）添加剂
燃气燃烧过程
建环21101 潘宏达
一.燃气燃烧反应机理
（一）化学反应 分子运动论是经典物理学的重 要基础理论，它把物质的宏观现象和 微观本质联系起来，是人类正确认识 到了物质的结构和运动的一般规律。 分子运动论从物质的微观结构出发来 阐述热现象规律，也是研究化学反应 的重要基础。
分子运动论的主要内容有：
化学键是分子或者晶体内相邻原子 （或离子）间强烈的相互作用，存在 于离子化合物，共价化合物，金属单 质等的原子（或离子）间。化学反应 通常和化学键的形成与断裂有关。化 学反应的实质就是旧的化学键断裂， 分子破裂成原子，原子重新排列组合 形成新的化学键从而生成新物质的过 程。
（二）基元反应速率理论
反应物分子通过一次碰撞即直接转化 为生成物分子的反应称为基元反应。 绝大多数的化学反应都不是基元反应， 往往中间要经历若干个基元反应过程， 产生各种中间活性产物（或称活化中 心），才能最后转化为生成物。
根据分子运动论的观点，反应物分子 之间的“碰撞”是反应进行的必要条 件，但并不是所有“碰撞”都会引起 反应。是否能反应还取决于能量等因 素，与碰撞时具体变化过程密切相关。
燃烧反应过程中，如果每一链环都有 两个或者更多个活化中心可以引出新 链环，链形分支，使反应速度急剧增 长，这种链反应称为支链反应。燃烧 反应都属于支链反应，一旦着火，既 具有不断分支，自动加速的特性。
二.着火（点火）
所谓着火，通常是指由于能量（或活 化中心）的积聚，预混的可燃气体自 发发生燃烧反应的起始瞬间，又称自 燃。按照着火现象的不同成因，可以 分为热力着火（或热自燃）和支链着 火（链锁自燃）。
碰撞理论主要适用于气体双分子 基元反应其基本假设如下：（1）分子为硬球型； （2）反应物分子必须相互碰撞才能发生 反应； （3）分子之间发生反应，碰撞只是必要 条件，只有发生有效碰撞的分子才能发生 反应，反应速率的快慢和单位时间内的有 效碰撞次数成正比 （4）只有那些能力超多普通分子平均能 量且空间方位适宜的活化分子的碰撞才能 起反应。
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根据分子运动论的观点，构成物体的大量 分子时刻处于无规则的热运动中，分子之 间的碰撞时刻都在发生，但不是每次的碰 撞都可以发生反应。只有能量足够高的分 子在适宜空间方位的碰撞过程中能够打破 旧的化学键的束缚，才可能发生原子的重 新组合而形成新的物质。而不具备这种能 量的分子之间的碰撞只不过是互不伤害的 跳来蹦去而已。能够发生化学反应的碰撞 称为有效碰撞，而具有较高能量，能够发 生有效碰撞而引起化学反应的分子称为活 化分子。
（三）化学反应速率
化学动力学上用”化学反应速率“的 概念来反映化学反应进行的快慢。 化学反应速率可以用任何一种反应物 的反应速率或生成物的生成速率来表 示。
化学反应速率与浓度的关系——质量 作用定律 化学反应速率与温度的关系——阿累 尼乌斯定律
（四）链反应
有一些反应在低温下仍然可以以很高 的化学反应速率进行。 物质能量在分子间的分布总是不均匀 的，总存在一些不稳定的分子。 通过活化中心与稳定分子的反应，又 会不断形成新的中间活性产物。
（二）加强气流紊动
燃气燃烧的化学反应速度要远大于燃 气分子与氧气分子之间的相互扩散混 合的速度，因此，制约燃烧速度提高 的主要因素是燃气-空气之间的混合 过程。如果能够提高燃气-空气之间 混合的强度，将会极大提高燃烧速度。
工程上应用最广的方法是采用旋转气 流来提高气流混合强度。 采用旋转气流可以大大改善混合过程。 产生旋流的常见方法主要有以下两种： 1.使气流切向进入主通道 2.在轴向管道中设置导流叶片，使 气流旋转。
（一）一切物体都是由大量分子构成 的，分子之间有空隙。 （二）分子处于永不停息的无规则运 动状态，这种运动称为热运动。 （三）分子间存在着相互作用着的分 子力（引力和斥力）。
实际上，构成物质的基本单元是多种 的，或者原子（金属），或者离子 （盐类），或者分子（有机物）。由 于这些微粒做热运动时遵从相同的规 律，在热力学中统称分子。
四.燃烧过程的强化
在工程上，为了满足工艺的需要或者 提高加热效率，往往需要对基本的燃 烧过程进行一定的强化，以获得较高 的加热温度，减小炉膛空间和加热时 间。 强化燃烧过程主要应从提高温度和加 强气流混合两方面来考虑。
（一）预热燃气和空气
预热燃气和空气，可以提高火焰传播 速度，从而提高燃烧温度，增大燃烧 强度。