火焰法向传播速度

用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验

一、实验所需的器材和原理

实验台由移动式不锈钢实验台、空气泵、流量计、压力计、本生灯、液化石油气瓶等组成，实验中我们通过本生灯发或称动力法进行测定。

首先，法向火焰传播速度我们可以理解为垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。

我们将气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、流量计、调压阀后进入本生灯，同时可燃气体经减压器、流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合点燃，在理想的稳定的燃烧火焰中，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度

图一 火焰传播速度测试原理

0sin s u u α=⨯

式中：u s －混合气体的流速（CM/S ）；

α－火焰锥角之半。

或

0q u =式中：q v －混合气体的体积流量（L/S ）；

h －火焰内锥高度（cm ）；

r －喷口半径（cm ）。

在我们的实验中，可燃气体即液化石油天然气的体积流量v q 是用流量计分别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r 可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h 可由测高尺测量。

二、实验的操作步骤

1，检查实验所用到的器具是否完好，进行气密性实验。

2，打开电源启动气泵，调节本生灯出口大小使流速稳定，用流量计测定空气流量。

3，打开燃气阀，点燃火焰，这时火焰会呈扩散式燃烧；慢慢开启空气泵调节阀，送入空气。当混合气体发生完全燃烧出现火焰内锥时（即呈现完全的蓝色火焰并且火焰面三角形清晰可见），用气量计测出燃气与空气的体积流量，测高仪测得火焰内锥高度（从火焰底部，即喷口出口断面处到火焰顶部间的距离）。 4，多次适当增加或减少空气量，即改变一次空气系数，测出相应的火焰内锥高度。将测得的数据填入测试表中。根据理想气体状态方程式(等温)，将燃气和空气测量流量换算成(当地大气压下)喷管内的流量值，然后计算出混合气的总流量，求出可燃混合气在管内的流速u s ，并求出燃气在混合气中的百分数。记录室温，计算出0u 值。

三、结论

通过用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验，了解火焰传播的的形式。并得出可燃混合流量与火焰传播速度的关系。