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(1--);氧化剂中含氧量,富氧燃烧,火焰传播速度UL变大;提高可燃气初始温度,火焰传播速度UL变大;在冷却系统中,火焰传播速度UL变小,甚至熄灭。20、影响湍流预混火焰长度的主要因素有哪些?如何保证其稳定性?主要因素:湍流预混火焰的长度与气流速度、燃烧传播速度以及喷嘴尺寸有关。气流速度增加,火焰长度增加;燃烧传播速度增加,火焰长度缩短;当烧嘴尺寸变大时,如果气流速度不变,则流量增加,火焰长度增加。湍流预混火焰的稳定性问题主要是脱火问题,因为此时气流速度已经增大到回火临界速度之上,不会再发生回火。湍流预混气体燃烧时,由于质点向不同方向的脉动,正在燃烧的微团或高温燃烧产物,可能返回新鲜的可燃混合物中,因此,这些高温质点便起到连续点火的热源的作用。但是,在高强度燃烧时,即气流速度更大的情况下,单靠火焰内部自然形成的回流微团的点火将不足以维持火焰的稳定。此时,通常采用一些附加手段,如采用稳定火焰的装置“稳焰器”,使燃烧产物更多低循环回流到火焰根部,或采用附加的点火小烧嘴,以强化点火21、影响湍流扩散火焰长度的主要因素有哪些?如何保证其稳定性?主要因素:湍流扩散火焰的长度主要取决于煤气的种类和燃烧器的结构尺寸。热值高的燃料,燃烧时所需的理论空气需要量越大,火焰越长;当喷口尺寸增加时,火焰长度增加,因为如果流量一定,则流速减小,燃气与氧化剂的扩散混合减弱,火焰变长,流速一定,煤:..量混合,火焰长度增加;旋流火焰长度比不旋流的短,其减少的数值与旋流数成正比。湍流扩散火焰的稳定性问题主要是脱火问题。煤气或空气的流出速度过大,喷口直径过小,都会产生脱火。因此必须采取稳定火焰的措施,如高温燃烧产物回流、旋转气流、采用稳焰器等。在提高扩散火焰的燃烧强度的时候,必须保证火焰的稳定性。22、什么叫无焰燃烧?无焰燃烧的特征与特点是什么?燃气与空气预先混合均匀后,再送入燃烧室燃烧,称为预混可燃气体的燃烧。此时,预混气体的燃烧速度主要取决于着火和燃烧反应速度,此时的火焰没有明显的轮廓,又称为无焰燃烧。特征:无焰燃烧属于动力燃烧,其燃烧速度主要取决于预混可燃气体的化学反应速度。特点:没有明显的火焰轮廓,火焰很短,几乎看不见,火焰温度高,火焰黑度低;空气消耗系数小(~),预混均匀,属于动力燃烧;燃烧速度快,燃烧室热强度比有焰燃烧大100~1000倍;容易回火,燃烧稳定性差;空气与煤气温度不能预热过高以防止回火;为了防止回火和爆炸,烧嘴的燃烧能力不能太大;常用于小容量燃烧室--燃机燃气燃烧,高炉燃气燃烧。23、什么叫有焰燃烧?有焰燃烧的特征与特点是什么?燃气和氧化剂预先不混合,而是通过各自的单独管道分别进入燃烧室,此时燃气内部无一次空气,燃气与空气在燃烧室内边混合边燃烧,燃烧速度受气体扩散混合速度的限制,为气相扩散燃烧。扩散燃烧的火焰比预混火焰长,亮度大,有明显的轮廓,又称为有焰燃烧。特征:扩散燃烧大都属于有焰燃烧,其燃烧速度主要取决于煤气与空气的混合扩散速度。:..无关;有明显的火焰轮廓,火焰较长;由于燃料中的碳氢化合物的热解,火焰中碳黑粒子多,火焰黑度大,辐射强;不会产生回火,火焰稳定性好,安全、易控制;单机功率大,应用广泛;煤气与空气可分别预热以提高温度,烧嘴能力范围大。24、为什么有焰燃烧时的火焰比无焰燃烧时稳定,不容易发生脱火?在扩散燃烧时,烧嘴出口附近的煤气和空气在混合过程中能形成各种浓度的可燃混合气体,其中包括火焰传播速度最大的气体,因而有利于构成稳定的点火热源;而无焰燃烧时,从烧嘴流出的是已经按照化学当量比例混合好的可燃气体,甚至是稍贫的气体(空气过剩系数大于1),这种气体由于受到燃烧后气体的冲淡,火焰传播速度显著下降,容易造成火焰的脱离和熄灭。25、什么是热着火?什么是链式着火?简述其区别?解:(1)热着火可燃混合物由于本身氧化反应放热大于散热,或由于外部热源加热,温度不断升高导致化学反应不断自动加速,积累更多能量最终导致着火的现象称为热着火。(2)链式着火由于某种原因,可燃混合物中存在活化中心,活化中心产生速率大于销毁速率时,在分支链式反应的作用下,导致化学反应不断加速,最终实现着火的现象称为链式着火。热着火与链式着火的区别:(1)热着火和链式着火的微观机理不同热着火过程中,传递能量(也就是微观动能)并使得化学反应继续进行的载体是系统中所有的反应物分子,而链式着火有效的反应能量只在活化中心之间传递。(2)热着火通常比链式着火过程强烈得多这是因为热着火的过程中,系统中的温度整体上升,这就意味着所有分子的平均动能是整体同步提高的,将使得系统中整体的分子动能增加,超过活化能的活化分子数按指数规律增加,导致整个系统的化学反应速率会急剧上升。:..热着火和链式着火的外部条件也有所不同热着火通常需要良好的保温条件,使得系统中化学反应产生的热量能够逐渐积聚,最终引起整个系统温度的升高,从而反过来使得化学反应加速。26、简述谢苗诺夫自燃理论,写出该理论的基本出发点,并给出该理论所遵循的三个基本方程,下图是当压力和对流换热系数保持不变时的温度热量图,试分析该燃烧体系在哪些情况下是稳定的?哪些情况是缓慢氧化?哪些情况是能够发生自燃的?解:谢苗诺夫自燃理论(热自燃理论)的基本出发点:自热体系着火成功与否取决于其放热因素和散热因素的相互关系,放热速率方程:散热速度方程:能量守恒:①工况:温度较低:曲线相交a、b两点,T﹤Ta,T上升至Ta;T﹥Ta,T下降到Ta,a点是稳定点,处于低温氧化态;T﹤Tb,T下降至Ta点,T﹥Tb,T继续上升,b点非稳定点,但是热力学非自发状态。相交工况:体系只能稳定在交点处作低温、缓慢的氧化反应,反应无法加速,体系不能着火。温度上升:曲线相切,临界状态,相切工况:体系处于能否着火的临界状态。温度较高:曲线相离,气体温度始终上升,相离工况:体系肯定能着火。②自然准则:临界条件:壁温T02是个极限值,超过这个温度,反应就会不断加速直至着火,该温度称为临界环境温度,用Ta,cr表示。几个T0值的q′lq′q′gbcaT/AqHVKCe)(0TThSqldtcVdTdtmcdTqqlg//③切点C的意义:C点标志着体系处于由维持低温、稳定氧化反:..了体系热自燃着火条件。27、在层燃炉中的燃烧过程中,经常在炉膛中加入前后炉拱,如图示,试分析加入炉拱的原因?解:前拱:前拱位于炉排的前部,主要起引燃作用。通过吸收来自火焰和高温烟气的辐射热量,并加以集中辐射到新煤上,使之升温、着火。故前拱也称为辐射拱。后拱:后拱位于炉排的后部。引导高温烟气,故属于对流型炉拱。:①输送高温烟气至前拱区,提高那里的炉温,强化前拱的辐射引燃。这种引燃是通过前拱起作用的。因而可称之为间接引燃。②引导灼热炭粒(飞灰)至前端,并使之散落在新煤上产生明火引燃的作用,可称之为直接引燃。后拱的引燃作用以间接引燃为主。由此可见,从引燃来看,前拱是主要的,后拱通过前拱起作用,因而是辅助的。:后拱输送富氧的烟气至前拱区,使之与那里的可燃气体相混合。这是炉内气体大尺度混合的主要方式。由于前拱一般不很长,因此后拱的输气路程较长。同时,由于后拱烟气的流动速度高,因而所产生的扰动混合也大。由此可见,从混合上看,后拱的作用是主要的。:后拱的存在,可有效地防止炉排面向炉膛上部放热。因而能有效地提高炉排后部的炉温,这就是其保温促燃作用的所在。28、进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的,按对着火、燃烧有利而合理组织、分批送入,按作用不同,通常可分为三种,分别是哪三种?一次风:携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要;:..燃烧所需要的空气,并起气流的扰动和混合的作用;三次风:对中间储仓式热风送粉系统,为充分利用细粉分离器排出的含有10%~15%细粉的乏气,由单独的喷口送入炉膛燃烧,这股乏气称为三次风。29、大气式燃烧器由引射器和头部组成,引射器如图所示,解释其组成及工作原理。1喷嘴;2吸气收缩管;3混合管;4扩压管。引射器的作用(1)以高能量燃气引射空气,均匀混合;(2)引射器末端形成剩余压力,以克服气流在头部的阻力损失,使燃气-空气混合物在火孔出口具有一定速度;(3)输送一定的燃气量,达到热负荷要求。喷嘴:以一定速度喷出,输送一定的燃气量混合管:使得燃气与空气充分混合,速度场、温度场、浓度场均匀分布。渐缩管有利于速度场均匀分布,不利于温度场、浓度场均匀分布;渐扩管反之。混合管取圆柱形。扩压管:截面扩大,混合气速度降低,使气体的部分动压变为静压,提高压力,混合均匀。扩压管张角6°~8°。30、煤粉炉中燃烧中常用器旋流燃烧器,简述其特点和分类。旋流示意图旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流,一、二次风用不同管道与燃烧器连接,在燃烧器内一、二次风通道隔开。二次风射流均为旋转射流,一次风射流可以是旋转射流,也可以是直流射流。旋流燃烧器是一组圆形喷口。旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角,射流中心形成回流区,射流内、外同时卷吸炉内高温烟气,卷吸量大,从燃烧器喷出的气流:..够大的轴向速度,早期湍动混合强烈,轴向速度衰减较快,射流射程较短,后期扰动较弱,根据旋流器的结构不同,旋流燃烧器分为蜗壳式、可动叶轮式、可动叶片式。