文档介绍：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
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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2――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 第2页
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。因此、在焰面上必须不断进行下面质点对上 面质点的点火，也就是说，需要一个底部点火源。
为了说明什么是最下部的点火源，需要分析一下根部的情况。在 火焰根部，靠近壁面处气流速度逐渐减小，至管壁处降至零，但火焰 并不会传到燃烧器里去，因为该处的火焰传报速度因管壁散热也减小 了。
在图3—5—5 中的点1 处，火焰传播速度小于气流速度，即 snn>v。 这样，在点1和点2之间，势必存在一个sn=v的点3,在点3上，焰 面的法线方向和预混气流方向一致；即夹角2=0。这就是说，在燃烧 器出口的周边上，存在一个稳定的水平焰面，它就是燃烧器底部预混 气流的点火源，称之为“点火环”。
蓝色锥体的高度，也与火焰传播速度和可燃混合气流速度有关。 如图3—5—6,设锥体高度为h,喷管出口半径为r,在锥休表面取一 微元面，它在高度上的投影为dh，在径向上的投影为dr。
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二、