20150515大气式燃烧器稳定实验..docx

大气式燃烧器稳定性范围 实验指导书 江油子耀科教设备有限公司 网址：/ 2015年05月 目 录 TOC \o "1-5" \h \z \o "Current Document" 一、 实验目的及要求 1 \o "Current Document" 二、 基本原理 1 \o "Current Document" 三、 测试系统 4 \o "Current Document" 四、 实验准备工作 5 \o "Current Document" 五、 实验步骤 5 \o "Current Document" 六、 实验数据处理 8 \o "Current Document" 附表9-1大气式燃烧器稳定范围实验记录表 9 大气式燃烧器稳定性范围实验 一、 实验目的及要求 引射式大气式燃烧器是一种利用燃气的压力吸入一部分空气预先混 合、然后送至燃烧火孔处去燃烧的燃烧器。大气式燃烧器的稳定工作范围 决定了燃烧器正常工作的运行区间，是指导燃烧器稳定工作的依据。 本节采用一定的实验方法测定大气式燃烧器的稳定工作范围。要求理 解离焰、回火、黄焰等基本概念，能够正确测定燃烧器的离焰、回火、黄 焰及CO的界限流速曲线，从而确定出其稳定工作范围。 二、 基本原理 燃气与一次空气混合物自燃烧火孔流出点燃后，即产生一个双层的大 气式火焰(内焰、外焰)，一次空气系数a在0.40~0.75之间。 离焰与回火 当燃气与一次空气的混合气流在燃烧火孔出口处的速度增加时，火焰 高度随之增大。当混合气流速度大到一定程度后，火焰开始离开燃烧火孔, 即发生离焰现象如图9-1。 (a)离焰前稳定状态 (b)离焰状态 图9-1离焰现象 此时燃烧火孔出口处混合气流速度称为离焰界限流速。离焰时，有部 分燃气未燃烧而流出，所以它不属于稳定工作范围，是正常工作所不能允 许的。 逐渐减小燃烧火孔出口处的混合气流速度，火焰高度也慢慢降低。当 图9-2燃烧器燃烧稳定曲线图 混合气流速度小到一定程度后，火焰窜入燃烧火孔，即发生回火现象。此 时燃烧火孔出口处混合气流速度称为回火界限流速。回火时，有大量未完 全燃烧产物，亦属于不稳定工作范围。 2 .黄焰（或光焰） 逐渐减小一次空气时（a值逐渐减小），火焰变软并加长。当达到一定界 限值时，火焰的局部会发生黄焰（通常在焰尖上发生），甚至会产生游离碳， 说明有燃烧不完全的现象。此现象称为黄焰，也属于不稳定工作状态，为 正常工作所不允许（工业炉中特殊要求除外）。产生黄焰时的燃烧火孔出口 处混合气流速度称为黄焰界限流速。 CO含量标准 对于大气式火焰，一般以烟气中 CO含量值（COa =1）来评价其卫生标 准。改变燃烧火孔出口处气流速度时，会使烟气中co含量改变。当Cea =1 达到标准值时的燃烧火孔出口处混合气流速度，称为 co界限流速。当然 超过CO标准值时，也是正常稳定工作所不允许的。 大气式燃烧器的稳定工作曲线 离焰、回火、黄焰及CO界限流速值受一次空气系数 a的影响。对于 某一种燃烧器，燃烧某种固定的燃气时，以 a为横坐标、燃烧火孔出口处 混合气流速度 W0为纵坐标，可以通过实验测出离焰、回火、黄焰及 CO 的界限流速曲线（图9-2的1、2、3及4），这四条曲线所包围的区域即为稳 定工作区。此曲线图称为该燃烧器燃烧某种固定燃气的稳定曲线图。当燃 气性质及混合气流的温度改变时，稳定曲线要改变；当燃烧器结构型式及 尺寸改变时，也要影响稳定曲线。 为了设计、计算方便，常用燃烧火孔热强度来代替燃烧火孔出口处的 混合气流速度，它们之间的关系为： p QDW0 、 (i) % 一 278(1 ：) 3.61 Pq ⑵ F 0 式中：Rq 燃烧火孔热强度（kJ/mm2 h）; Wo――燃烧火孔出口处混合气流速度（Nm3/s）; Qd――燃气低位发热量（kJ/Nm3） a 一次空气系数； Vo――理论空气需要量（Nm3/Nm3）; Fo——燃烧火孔总面积（mm2）; I ――燃烧器热负荷（kW）。 稳定曲线是设计工作所依据的基本参数，测试时要有足够精确度，并 且在绘出稳定曲线后，必须要注明燃气成分、燃烧器的火孔型式和尺寸、 燃烧器的火孔间距、以及混合气流温度等条件因素。 二、测试系统 测试稳定曲线的方法很多，图9-3是民用大气式燃烧器稳定曲线的测 试系统图。 燃气经过干燥器后，通过调压器分为两路：一路去热量计、比重计及 燃气成分分析仪，用来测定燃气性质；另一路接到本实验装置，经过转子 流量计，进入燃烧器。 在实验时应对环境温度、大气压力、燃气热值、相对密度或燃气成分 进行分析。如对学生进行教学实验，可以由教师预先测试后给出。 ■ C / 空气依靠空气泵供给，经过干燥器及流量计，进入燃烧器。 燃气与空气在燃烧器中混合后，自