理论教育 气体燃料的当量空燃比与火焰特性

气体燃料的当量空燃比与火焰特性

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:空气流量与燃料流量达到化学反应的当量的空燃比称为当量空燃比。工业纯氧与乙炔气体按照理论空燃比进行混合,然后再燃烧,形成淡蓝色预混火焰,火焰温度可达3100℃左右。图1-4气体燃料的火焰半预混火焰:燃料和不足量空气在燃烧前进行充分混合,燃烧过程中燃烧速度较慢,固体不完全燃烧损失小,火焰温度较高,火焰呈淡黄色。燃气与空气没有进行预先混合,火焰的颜色为亮黄色。

气体燃料的当量空燃比与火焰特性

根据气体燃料与空气混合的时间分类,气体燃料火焰可以是扩散火焰、半预混火焰、预混火焰,见图1-4。

空燃比:燃烧中空气质量流量与燃料的质量流量之比。空气流量与燃料流量达到化学反应的当量的空燃比称为当量空燃比。

(1)预混火焰:燃料和足量空气在燃烧前进行充分混合,燃烧过程中,燃烧速度快,固体不完全燃烧损失小,火焰温度高,火焰呈淡蓝色或者无色。例子:金属焊接使用的乙炔焰。工业纯氧(氧气浓度大约为95%~98%)与乙炔气体按照理论空燃比进行混合,然后再燃烧,形成淡蓝色预混火焰,火焰温度可达3100℃左右。

图1-4 气体燃料的火焰

(2)半预混火焰:燃料和不足量空气在燃烧前进行充分混合(空燃比小于当量空燃比),燃烧过程中燃烧速度较慢,固体不完全燃烧损失小,火焰温度较高,火焰呈淡黄色。例如:家用煤气炉火焰。空气与燃气进行一定比例的混合,然后再燃烧,形成淡蓝色半预混火焰。(www.daowen.com)

(3)扩散火焰:燃料与空气不进行预先混合,火焰呈亮黄色,反应速度慢,火焰温度最低。

着火温度:高炉煤气、发生炉煤气、天然气,530℃;焦炉煤气,300~500℃。

扩散火焰的例子:①奥运会传递的火炬以及奥运主会场的大型火炬。燃气与空气没有进行预先混合,火焰的颜色为亮黄色。火焰的颜色非常耀眼,根据传热学中的辐射换热部分的韦恩位移定律,火焰的波长与火焰温度的乘积等于常数,由于火焰的颜色肉眼可辨,因此火焰的波长比较长,即火焰的温度不高;②气体打火机的火焰;③蜡烛火焰;④火柴燃烧形成的火焰;⑤火灾现场的火焰;⑥燃烧器油枪火焰,见图1-5。

图1-5 油燃烧器(油枪)火焰示意图

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