??? 燃?xì)馊紵龝r(shí)，一次空氣過(guò)剩系數(shù)α′=0，燃燒所需的氧全部依靠擴(kuò)散作用從周?chē)髿庵蝎@得，這種燃燒方法稱(chēng)為擴(kuò)散式燃燒。
燃燒火焰，通常指有比較規(guī)則外形的、正在進(jìn)行燃燒反應(yīng)的高溫混合物所圍成的一個(gè)區(qū)域，其中包含正在燃燒的物質(zhì)和燃燒剛生成的物質(zhì)。
可以按不同的特征對(duì)火焰進(jìn)行分類(lèi)。
擴(kuò)散式燃燒所產(chǎn)生的火焰為擴(kuò)散火焰。按燃?xì)馀c空氣供入的方式，擴(kuò)散火焰可分為；
(1)自由射流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于燃?xì)鈴膰娙计飨蛱臻g的靜止空氣中噴出后形成的燃?xì)馍淞髦?，如圖3—5—1(a)所示。
(2)同軸流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于燃?xì)鈴膰姽芤耘c空氣流同一軸線噴出的燃?xì)?、空氣平行氣流中，如圖3—5—1(b)所示。這時(shí)燃?xì)馍淞魇菄娤蛴邢蘅臻g的燃燒室，亦稱(chēng)為受限射流擴(kuò)散火焰。
(3)逆向噴流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于與空氣氣流逆向噴出的燃?xì)馍淞髦?，如圖3—5—1(c)所示。
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圖3-5-1 擴(kuò)散火焰的形式
根據(jù)射流流動(dòng)的狀況，擴(kuò)散火焰又可分為層流擴(kuò)散火焰和紊流擴(kuò)散火焰。
一、層流擴(kuò)散火焰
當(dāng)燃?xì)庖詫恿髁鲃?dòng)噴入靜止的空氣中而且被點(diǎn)燃時(shí)，空氣(或氧)依靠分子擴(kuò)散，被卷吸入燃燒區(qū)；或者當(dāng)燃?xì)夂涂諝夥謩e以層梳流動(dòng)同向平行噴入燃燒室并點(diǎn)燃時(shí)，便得到層流擴(kuò)散火焰，它為一圓錐焰面，如圖3—5—2所示。
在層流狀態(tài)下，氣流混合僅以分子擴(kuò)散方式進(jìn)行。如圖，射流以外的空氣通過(guò)外邊界線向著燃?xì)馍淞鲾U(kuò)散，燃?xì)鈴纳淞骱诵膮^(qū)向著空氣擴(kuò)散。在某一錐面上，燃?xì)夂涂諝?或氧氣)混合的濃度達(dá)到化學(xué)當(dāng)量比，即α=1處，便形成穩(wěn)定的燃燒區(qū)，即火焰焰面。
該圖還示出了a—a截面上燃?xì)狻⒀鯕夂腿紵a(chǎn)物的濃度分布。燃?xì)鈴幕鹧嬷行?射流核心區(qū))的初始濃度Cg，朝著焰面方向逐漸降低，直到Cg=0；氧氣濃度從靜止空氣的21％左右，也朝著焰面方向逐漸降至Cco2=0；在焰面上生成的燃燒產(chǎn)物的濃度Ccp最大，它同時(shí)向兩個(gè)相反的方向擴(kuò)散，濃度逐步降低，直至Ccp=0這樣，層流擴(kuò)散火焰焰面便明顯地分為四個(gè)區(qū)域：
純?nèi)細(xì)鈪^(qū)為相當(dāng)于α=0的射流核心區(qū)；
內(nèi)側(cè)混合區(qū)為焰面以?xún)?nèi)的射流混合區(qū)，其間為燃燒產(chǎn)物與燃?xì)獾幕旌衔铮?br /> 外側(cè)混合區(qū)為焰面以外的射流混合區(qū)，其間為燃燒產(chǎn)物與空氣的混合物；
純空氣區(qū)為燃?xì)馍淞魍膺吔缇€以外，α=∞的區(qū)域。
擴(kuò)散火焰的形狀為圓錐形。這是由于沿火焰軸線方向流動(dòng)的燃?xì)庖┻^(guò)一個(gè)較厚的內(nèi)側(cè)混合區(qū)才能遇到氧氣，這就需要一段時(shí)間，而在這段時(shí)間內(nèi)燃?xì)鈱⒘鬟^(guò)一定的距離，使焰面拉長(zhǎng)；同時(shí)，燃?xì)庠谙蚯傲鲃?dòng)過(guò)程中被不斷燃燒而消耗，純?nèi)細(xì)獾捏w積越來(lái)越小，燃燒區(qū)就逐漸向氣流中心靠攏，最后在中心線上全部燃盡，所以火焰末端匯合，而整個(gè)焰面成圓錐形。錐頂與噴口之間的距離稱(chēng)為火焰長(zhǎng)度，或火焰高度。
可以利用相似關(guān)系，直觀定性地討論層流擴(kuò)散火焰理論。如圖3—5—3，兩個(gè)相似的擴(kuò)散燃燒裝置，管1和管2，都從同心內(nèi)管A和環(huán)管B中分別通入燃?xì)夂涂諝?，而且兩種氣體的流速相等。圖中還繪出了燃?xì)庠诠艿罃嗝嫔系臐舛确植?。在燃?xì)馍淞鞯某跏冀孛嫔?，其濃度為均勻分布，濃度?chǎng)呈矩形。由于不斷燃燒，在距離L1和L2處，濃度分布呈圖示曲線狀，即沿著同心圓管軸線燃?xì)獾臐舛茸畲?，而在其兩?cè)濃度則向著管壁逐漸降低。
?圖3-5-2 層流擴(kuò)散火焰的結(jié)構(gòu)
圖3-5-3 層流擴(kuò)散火焰的相似
燃燒火焰，通常指有比較規(guī)則外形的、正在進(jìn)行燃燒反應(yīng)的高溫混合物所圍成的一個(gè)區(qū)域，其中包含正在燃燒的物質(zhì)和燃燒剛生成的物質(zhì)。
可以按不同的特征對(duì)火焰進(jìn)行分類(lèi)。
擴(kuò)散式燃燒所產(chǎn)生的火焰為擴(kuò)散火焰。按燃?xì)馀c空氣供入的方式，擴(kuò)散火焰可分為；
(1)自由射流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于燃?xì)鈴膰娙计飨蛱臻g的靜止空氣中噴出后形成的燃?xì)馍淞髦?，如圖3—5—1(a)所示。
(2)同軸流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于燃?xì)鈴膰姽芤耘c空氣流同一軸線噴出的燃?xì)?、空氣平行氣流中，如圖3—5—1(b)所示。這時(shí)燃?xì)馍淞魇菄娤蛴邢蘅臻g的燃燒室，亦稱(chēng)為受限射流擴(kuò)散火焰。
(3)逆向噴流擴(kuò)散火焰 產(chǎn)生于與空氣氣流逆向噴出的燃?xì)馍淞髦?，如圖3—5—1(c)所示。
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圖3-5-1 擴(kuò)散火焰的形式
根據(jù)射流流動(dòng)的狀況，擴(kuò)散火焰又可分為層流擴(kuò)散火焰和紊流擴(kuò)散火焰。
一、層流擴(kuò)散火焰
當(dāng)燃?xì)庖詫恿髁鲃?dòng)噴入靜止的空氣中而且被點(diǎn)燃時(shí)，空氣(或氧)依靠分子擴(kuò)散，被卷吸入燃燒區(qū)；或者當(dāng)燃?xì)夂涂諝夥謩e以層梳流動(dòng)同向平行噴入燃燒室并點(diǎn)燃時(shí)，便得到層流擴(kuò)散火焰，它為一圓錐焰面，如圖3—5—2所示。
在層流狀態(tài)下，氣流混合僅以分子擴(kuò)散方式進(jìn)行。如圖，射流以外的空氣通過(guò)外邊界線向著燃?xì)馍淞鲾U(kuò)散，燃?xì)鈴纳淞骱诵膮^(qū)向著空氣擴(kuò)散。在某一錐面上，燃?xì)夂涂諝?或氧氣)混合的濃度達(dá)到化學(xué)當(dāng)量比，即α=1處，便形成穩(wěn)定的燃燒區(qū)，即火焰焰面。
該圖還示出了a—a截面上燃?xì)狻⒀鯕夂腿紵a(chǎn)物的濃度分布。燃?xì)鈴幕鹧嬷行?射流核心區(qū))的初始濃度Cg，朝著焰面方向逐漸降低，直到Cg=0；氧氣濃度從靜止空氣的21％左右，也朝著焰面方向逐漸降至Cco2=0；在焰面上生成的燃燒產(chǎn)物的濃度Ccp最大，它同時(shí)向兩個(gè)相反的方向擴(kuò)散，濃度逐步降低，直至Ccp=0這樣，層流擴(kuò)散火焰焰面便明顯地分為四個(gè)區(qū)域：
純?nèi)細(xì)鈪^(qū)為相當(dāng)于α=0的射流核心區(qū)；
內(nèi)側(cè)混合區(qū)為焰面以?xún)?nèi)的射流混合區(qū)，其間為燃燒產(chǎn)物與燃?xì)獾幕旌衔铮?br /> 外側(cè)混合區(qū)為焰面以外的射流混合區(qū)，其間為燃燒產(chǎn)物與空氣的混合物；
純空氣區(qū)為燃?xì)馍淞魍膺吔缇€以外，α=∞的區(qū)域。
擴(kuò)散火焰的形狀為圓錐形。這是由于沿火焰軸線方向流動(dòng)的燃?xì)庖┻^(guò)一個(gè)較厚的內(nèi)側(cè)混合區(qū)才能遇到氧氣，這就需要一段時(shí)間，而在這段時(shí)間內(nèi)燃?xì)鈱⒘鬟^(guò)一定的距離，使焰面拉長(zhǎng)；同時(shí)，燃?xì)庠谙蚯傲鲃?dòng)過(guò)程中被不斷燃燒而消耗，純?nèi)細(xì)獾捏w積越來(lái)越小，燃燒區(qū)就逐漸向氣流中心靠攏，最后在中心線上全部燃盡，所以火焰末端匯合，而整個(gè)焰面成圓錐形。錐頂與噴口之間的距離稱(chēng)為火焰長(zhǎng)度，或火焰高度。
可以利用相似關(guān)系，直觀定性地討論層流擴(kuò)散火焰理論。如圖3—5—3，兩個(gè)相似的擴(kuò)散燃燒裝置，管1和管2，都從同心內(nèi)管A和環(huán)管B中分別通入燃?xì)夂涂諝?，而且兩種氣體的流速相等。圖中還繪出了燃?xì)庠诠艿罃嗝嫔系臐舛确植?。在燃?xì)馍淞鞯某跏冀孛嫔?，其濃度為均勻分布，濃度?chǎng)呈矩形。由于不斷燃燒，在距離L1和L2處，濃度分布呈圖示曲線狀，即沿著同心圓管軸線燃?xì)獾臐舛茸畲?，而在其兩?cè)濃度則向著管壁逐漸降低。
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圖3-5-3 層流擴(kuò)散火焰的相似
客服1