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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：王**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2023-02-02 格式：PPT 頁數(shù)：68 大?。?.59MB 積分：28 舉報(bào) 版權(quán)申訴

第四章燃?xì)馊紵椒ㄈ紵磻?yīng)時(shí)間：τ=τph

+τch1、當(dāng)τ≈τph時(shí)，燃燒在擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行。2、當(dāng)τ≈τch時(shí)，燃燒在動力區(qū)進(jìn)行。第三章燃?xì)馊紵椒ǖ谝还?jié)擴(kuò)散式燃燒第二節(jié)預(yù)混式燃燒第三節(jié)燃燒過程的強(qiáng)化與完善第一節(jié)擴(kuò)散式燃燒特點(diǎn)：α′=0，火焰燃燒速度低，強(qiáng)度小，火焰穩(wěn)定。α′——預(yù)先混入燃?xì)庵械目諝馀c理論燃燒空氣之比。

α′=V′/V0。一、層流擴(kuò)散火焰層流擴(kuò)散火焰的結(jié)構(gòu)層流擴(kuò)散火焰的相似模型層流擴(kuò)散火焰的長度燃?xì)夂涂諝庵g的擴(kuò)散率M

對于上述兩種相似情況，擴(kuò)散率之比

在Ll和L2距離內(nèi)，兩股氣流接觸表面之比濃度梯度與直徑成反比

得

而

或即

二、湍流擴(kuò)散火焰三、擴(kuò)散火焰中的多相過程1、光焰2、光焰出現(xiàn)的原因3、火焰輻射1、光焰2、光焰出現(xiàn)的原因3、火焰輻射圖4-5加入重油對輻射率的影響A—重油100%B—重油40%C—重油20%D—重油10%E—重油0%

第二節(jié)預(yù)混式燃燒一特點(diǎn)：

0＜α′＜1

，火焰燃燒速度比擴(kuò)散燃燒時(shí)大，強(qiáng)度較大，氣流速度過大過小都會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。一、預(yù)混層流火焰結(jié)構(gòu)二、預(yù)混火焰的不穩(wěn)定現(xiàn)象1、回火火焰縮回火孔熄滅的現(xiàn)象。2、脫火火焰被吹離火孔熄滅的現(xiàn)象。3、離焰火焰被吹離火孔而在離火孔較遠(yuǎn)地方燃燒的現(xiàn)象。三、預(yù)混層流火焰的穩(wěn)定條件第一個(gè)基本條件——余弦定律：第二個(gè)基本條件：在火焰的根部必須有一個(gè)固定的點(diǎn)火源，且該點(diǎn)火源應(yīng)具有足夠的能量。四、預(yù)混層流火焰的穩(wěn)定機(jī)理速度離開火孔壁的距離氣流速度火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧嬲Ｈ紵龝r(shí)，S與υ滿足火焰穩(wěn)定的兩個(gè)基本條件。1、氣流速度減小的情況速度離開火孔壁的距離氣流速度火焰?zhèn)鞑ニ俣葰饬魉俣葴p小，在一定范圍內(nèi)，燃燒速度也相應(yīng)減小，在更靠近火孔的位置達(dá)成新的穩(wěn)定。1、氣流速度減小的情況速度離開火孔壁的距離氣流速度火焰?zhèn)鞑ニ俣葰饬魉俣冗M(jìn)一步減小，到火焰燃燒速度不能相應(yīng)減小時(shí)，火焰縮入火孔熄滅。

由于火焰上部分υ<s，火焰縮回火孔，點(diǎn)火環(huán)消失而火焰熄滅的現(xiàn)象?；鼗馉顟B(tài)回火2、氣流速度增大的情況速度離開火孔壁的距離氣流速度火焰?zhèn)鞑ニ俣仍谝欢ǚ秶鷥?nèi)氣流速度增大，燃燒速度也相應(yīng)增大，火焰在更遠(yuǎn)離火孔的位置達(dá)成新的穩(wěn)定。2、氣流速度增大的情況速度離開火孔壁的距離氣流速度火焰?zhèn)鞑ニ俣葰饬魉俣壤^續(xù)增大超過一定范圍，燃燒速度不能相應(yīng)增大，火焰被吹離火孔熄滅。脫火

由于整個(gè)火焰上υ>s，火焰被吹離火孔，點(diǎn)火環(huán)消失而火焰熄滅的現(xiàn)象。脫火狀態(tài)離焰

火焰被吹離火孔而在離火孔較遠(yuǎn)地方燃燒的現(xiàn)象?？衫斫鉃槊摶鹎暗臉O限狀態(tài)。離焰狀態(tài)五、火焰穩(wěn)定范圍由脫火濃度極限、回火濃度極限、一氧化碳生成濃度極限構(gòu)成的火焰正常燃燒的范圍。影響火焰穩(wěn)定的因素1、濃度濃度越大，脫火極限越高，因?yàn)榛鹧娓磕屠淇諝獾臎_擊性越強(qiáng)。2、火孔直徑直徑越大，相對散熱越小，s越大，越易回火，而越不易脫火。3、燃燒速度ss越大越易回火，而越不易脫火。六、部分預(yù)混紊流火焰的穩(wěn)定1、輔助小火焰穩(wěn)焰法2、鈍體穩(wěn)焰法1、輔助小火焰穩(wěn)焰法輔助小火焰的火孔可降低氣流速度，從而在局部區(qū)域保持υ=s，起到點(diǎn)火環(huán)的作用，穩(wěn)定整個(gè)火焰。

2、鈍體穩(wěn)焰法鈍體穩(wěn)焰原理鈍體在火焰中使氣流形成回流區(qū)高溫回流區(qū)向前的速度小，可形成點(diǎn)火區(qū)域，穩(wěn)定整個(gè)火焰。七、完全預(yù)混式燃燒及其穩(wěn)定特點(diǎn)：

α′>1，火焰燃燒速度大，強(qiáng)度大，火焰極不穩(wěn)定。火焰穩(wěn)定措施：1、小火孔防止回火。2、水冷防止回火。3、火道防止脫火。1、小火孔防止回火原理：利用火焰不能傳播的熄火距離的原理阻止火焰回火。2、冷卻法防止回火原理：冷卻火孔以降低火孔出口的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而防止回火?、火道防止脫火原理：火道底部的高溫回流區(qū)作為點(diǎn)火源，使火焰能穩(wěn)定燃燒。第三節(jié)燃燒過程的強(qiáng)化與完善燃燒過程的強(qiáng)化：指以某種方式提高燃燒速度，縮小燃燒空間。燃燒過程的完善：指減少燃燒污染和燃燒噪聲。一、強(qiáng)化燃燒的方法1、預(yù)熱燃?xì)夂涂諝饪商岣呷紵郎囟?，從而增加燃燒?qiáng)度。2、加強(qiáng)氣流紊動可提高氣流混合速度，從而縮短燃燒時(shí)間，增加燃燒強(qiáng)度。3、高溫?zé)煔庠傺h(huán)可提高燃燒溫度，從而增加燃燒強(qiáng)度。旋流數(shù)不同時(shí)熱流強(qiáng)度的變化S=0.2S=0.56S=1.27二、燃燒污染控制CO毒性很大，它與人體內(nèi)血紅蛋白的結(jié)合力大于O2與血紅蛋白的結(jié)合力，使血液中的氧合血紅蛋白減少而造成人體缺氧，引起內(nèi)臟出血、水腫及壞死，最后導(dǎo)致死亡。CO2通常在人體血液中的分壓高于肺泡中的分壓，故血液中的CO2彌散到肺泡中去，通過呼吸排出體外?？諝庵械腃O2含量增加而使其在肺泡中的分壓超過血液中的分壓時(shí)，空氣中的CO2可迅速地散入血液中，使人中毒亦可導(dǎo)致死亡。二、燃燒污染控制SOx主要對呼吸道和眼睛具有強(qiáng)烈的刺激作用，大量吸入會引起肺水腫、喉痙攣直至窒息。NOx在日光照射下與光化學(xué)反應(yīng)形成有毒的煙霧污染大氣環(huán)境。并且NOx本身具有很大的毒性，當(dāng)人們長時(shí)間處于含量大于5×10-3%環(huán)境中可導(dǎo)致死亡。1、SOx的控制氣體燃料中的S以氣態(tài)H2S的形式存在，天然氣中的含硫量一般小于1%。SOx的生成特點(diǎn)如下：（1）燃燒生成的主要產(chǎn)物是SO2和SO3。但SO3很少。（2）由于SO2生成溫度不高，所以在O2充足的條件下，燃料中的S會全部生成SO2；（3）在缺氧的條件下，部分有機(jī)硫會分解，生成S、H2S、SO；（4）在O2過剩的條件下，燃燒生成的SO2部分轉(zhuǎn)化為SO3，而SO3很容易生成H2SO4。（5）煙氣中的水蒸氣與SO3結(jié)合生成硫酸蒸氣。

影響SO3生成量的主要因素：（１）燃料中含硫量越多，SO2及SO3的生成量越大；（２）過?？諝庀禂?shù)越大，SO3的生成量越多；（3）火焰中心溫度越高，生成的SO3越多，因?yàn)闇囟仍礁撸琌2的分解越厲害，離子氧量越大，易與SO2反應(yīng)生成的SO3。（4）煙氣停留時(shí)間越長，SO3生成量越多。（5）對流受熱面上的積灰和氧化膜越多，SO3生成量越多，因?yàn)榉e灰和氧化膜具有催化作用。綜上所述，希望依靠改善氣體燃料的燃燒過程來控制SOx生成是很困難的，而最有效的控制措施是減少燃料中S的含量。

2．CO與CO2的控制CO是燃燒產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)最早的污染物之一。對于CnHm，簡化的燃燒反應(yīng)模型如下：（1）CnHm+n/2O2=nCO+m/2H2

（2）CO+OH=CO2+H

從上述反應(yīng)可知，燃燒過程中，所有C都首先形成CO。所以，控制CO應(yīng)集中于如何使CO再完全氧化。并且，CO與O直接進(jìn)行的氧化反應(yīng)速度很慢，許多情況下可以忽略不計(jì)。在烴燃料火焰中，通常OH的濃度較高，而CO轉(zhuǎn)化為CO2幾乎全部依賴于上述第二個(gè)反應(yīng)。

根據(jù)上述分析可知，控制CO的最有效措施是提供足夠的O2，并使燃料與O2充分接觸燃燒生成CO2。雖然在正常通風(fēng)條件下燃燒排放的CO2不會造成人體的急性中毒，但CO2是一種溫室氣體，而伴隨人類使用化石能源，就會燃燒排放出大量CO2。所以減少CO2排放的最有效途徑不在于控制燃燒過程本身，而是應(yīng)該盡可能減少含碳能源的使用，注重節(jié)能及無碳新能源的開發(fā)利用。3．NOx的控制氮氧化物主要指N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等，除NO2以外，其他氮氧化物均極不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成NO2及NO，NO又變?yōu)镹O2，因此，氮氧化物污染主要是NO和NO2，并以NO2為主，二者統(tǒng)稱為NOx。燃燒過程中產(chǎn)生的幾乎都是NO和NO2，在通常的燃燒溫度下，NO占90%以上，NO2僅占5%～10%，其中NO2是NO在低溫下氧化生成的，NO排入大氣后氧化成NO2。（1）NOx的生成機(jī)理NO分為熱力型NO、快速型NO、燃料型NO。熱力型NO：指燃燒用空氣中的N2在高溫下氧化而生成的NO。當(dāng)溫度超過1700K時(shí)，隨著溫度的升高，NO的生成量急劇增大?？焖傩蚇O：指碳?xì)湎等剂显谶^剩空氣系數(shù)小于1的情況下，在火焰面內(nèi)急劇生成的NO。在一般空氣過剩的燃燒中，快速型NO與熱力型NO相比少得多。燃料型NO：燃料中的含氮化合物在燃燒過程中與O2反應(yīng)生成的NO。燃料型NO主要是含氮燃料（例如煤、油）燃燒的產(chǎn)物，城市燃?xì)庵幸话悴缓剂系圆槐乜紤]燃料型NO。

不同預(yù)熱溫度下NO排出量與過剩空氣系數(shù)的關(guān)系

（2）減少NOx生成量的措施減少NOx生成的主要途徑是降低火焰溫度和減少過?？諝饬俊?/p>

大部分NOx是在主燃燒區(qū)2和其后的混合區(qū)3內(nèi)形成降低NOx發(fā)生量的燃燒設(shè)計(jì)原則：（a）減少氣體在高溫點(diǎn)火區(qū)和穩(wěn)焰區(qū)的停留時(shí)間；（b）降低主燃燒區(qū)的溫度；（c）讓溫度較低的煙氣和熾熱的燃燒產(chǎn)物盡快混合；（d）將爐膛溫度維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃健?/p>

三、燃燒裝置噪聲與控制1．噪聲的來源2．噪聲的消除和控制1．噪聲的來源（1）風(fēng)機(jī)噪聲（2）氣流噪聲（3）火焰噪聲

（4）燃燒振蕩噪聲

（5）非正常燃燒噪聲

（1）風(fēng)機(jī)噪聲風(fēng)機(jī)噪聲包括空氣動力性噪聲和機(jī)械性噪聲。空氣動力性噪聲：由周期性的氣流旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。氣流旋轉(zhuǎn)噪聲：鼓風(fēng)機(jī)葉輪在一定壓力條件下旋轉(zhuǎn)時(shí)，周期性地?cái)D壓氣體并撞擊氣體分子，導(dǎo)致葉輪周圍氣體產(chǎn)生速度和壓力脈動，并以聲波的形式向葉輪輻射，產(chǎn)生周期性的排氣噪聲。渦流噪聲：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其表面會形成大量的氣體渦流，氣體渦流從葉輪界面上分離而產(chǎn)生渦流噪聲。機(jī)械性噪聲：鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)械性噪聲，主要是由齒輪或皮帶輪傳動以及由于風(fēng)機(jī)裝配精度不高、機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡所產(chǎn)生的沖擊噪聲與摩擦噪聲。還有電機(jī)的冷卻風(fēng)扇噪聲、電磁噪聲。風(fēng)機(jī)排氣管與調(diào)節(jié)閥在整個(gè)機(jī)組運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。特別在調(diào)節(jié)閥處，由于氣流速度高，產(chǎn)生紊流噪聲。鼓風(fēng)機(jī)噪聲通過進(jìn)(排)氣口、管道、調(diào)節(jié)閥、機(jī)殼以及傳動機(jī)械等各部位輻射出來。

（2）氣流噪聲噴嘴流出的燃?xì)庀蛳鄬o止的氣體中擴(kuò)散時(shí)，氣流方向和流束截面突然變化，會引起很大的噪聲；噴嘴有毛刺或孔口粗糙不圓時(shí)，氣流經(jīng)噴嘴收縮便產(chǎn)生了偏位噪聲；燃?xì)饬鞒鰢娮旌?，在與周圍空氣進(jìn)行強(qiáng)烈混合的過程中還產(chǎn)生射流噪聲，其強(qiáng)度正比于υ18Fj；引射器工作時(shí)，如果混合管粗糙或有毛刺，氣流通過時(shí)也要產(chǎn)生噪聲；噴嘴到喉部的距離不合適、一次空氣吸入口的形狀和尺寸不合適，也會產(chǎn)生噪聲。實(shí)驗(yàn)證明，一次空氣吸入口采用大孔比開一些小孔產(chǎn)生的噪聲少。

（3）火焰噪聲火焰噪聲是由于燃燒反應(yīng)的波動引起的局部區(qū)域流速和壓力變化而產(chǎn)生的。均勻混合的層流火焰是無聲的?；鹧嬖肼晛碓从跉饬鞯奈蓜雍途植繀^(qū)域組分不均勻。燃燒室的形狀與大小、燃燒器的布置方式對燃燒噪聲也有顯著影響。燃?xì)庑再|(zhì)對噪聲的產(chǎn)生也具有重要影響。在燃料供應(yīng)量相同時(shí)，處于化學(xué)當(dāng)量比燃燒的火焰噪聲最大。

（4）燃燒振蕩噪聲燃燒振蕩噪聲是燃燒裝置的聲抗特性造成的：氣流流過燃燒器、燃燒室和煙道時(shí)，可產(chǎn)生某種單一頻率的駐波(發(fā)送出去的振動波與由固定壁返回的相同振動波相疊加而形成等距波節(jié)，波節(jié)兩端各點(diǎn)位置始終不變，這樣的波看起來并不向前傳播，叫駐波)，而駐波與火焰相互作用，引起燃燒過程的規(guī)則脈動，從而產(chǎn)生一種很強(qiáng)的單頻噪聲。這種噪聲可能與燃燒系統(tǒng)中某個(gè)部件的自然振動頻率相吻合，進(jìn)而引發(fā)共振。例如一對燃燒器的相鄰火管，單用一個(gè)時(shí)沒有什么噪聲，而當(dāng)兩個(gè)火管同時(shí)使用時(shí)就發(fā)出很大的噪聲。（5）非正常燃燒噪聲若點(diǎn)火器失靈或點(diǎn)火方法不正確，往往不能及時(shí)將逸出的燃?xì)恻c(diǎn)燃，致使在燃燒器外的空間中預(yù)先積聚了相當(dāng)容積的燃?xì)馀c空氣混合氣體，一遇火源則會產(chǎn)生爆鳴噪聲。燃燒過程產(chǎn)生回火時(shí)，先出現(xiàn)一個(gè)回火噪聲。如果在噴嘴附近管路中燃燒則會不斷地產(chǎn)生噪聲。突然關(guān)閉燃?xì)忾y門，隨著火焰熄滅也會發(fā)出滅火噪聲。焦?fàn)t煤氣比天然氣和液化石油氣更容易產(chǎn)生滅火噪聲。

產(chǎn)生滅火噪聲的兩種情況第一種情況是燃燒器在A點(diǎn)工作。突然關(guān)閉閥門時(shí)，其熱強(qiáng)度沿A-B線急速下降，工作點(diǎn)便移到回火區(qū)的B點(diǎn)，這時(shí)火孔上還存在殘余火焰，便將燃燒器內(nèi)部余氣點(diǎn)燃，從而引起滅火噪聲。第二種情況是燃燒器在C點(diǎn)工作。如果在關(guān)閉燃?xì)忾y門的同時(shí)，也關(guān)閉空氣吸入口，則熱強(qiáng)度沿C-E線減少，不會產(chǎn)生滅火噪聲。但實(shí)際上在關(guān)閉燃?xì)忾y門時(shí)空氣吸入口并不關(guān)閉，由于殘余混合氣的動量還會吸入空氣，使一次空氣系數(shù)突然增大，故熱強(qiáng)度沿C-D線減少。當(dāng)?shù)竭_(dá)回火區(qū)D點(diǎn)時(shí)，火孔上尚有余火，便將燃燒器內(nèi)部余氣點(diǎn)燃，因此也可能發(fā)生滅火噪聲。B、D兩點(diǎn)的區(qū)別是B點(diǎn)的滅火噪聲在關(guān)閉閥門的同時(shí)產(chǎn)生，而D點(diǎn)的滅火噪聲則在關(guān)閉閥門以后產(chǎn)生。2．噪聲的消除和控制1）控制聲源

2）控制噪聲的傳播

1）控制聲源(1)提高風(fēng)機(jī)裝配的精確度，消除不平衡性。選用低噪聲的傳動裝置，避免電機(jī)直聯(lián)而又無聲學(xué)處理。采用合適的葉輪形狀和降低葉輪轉(zhuǎn)速可減少旋轉(zhuǎn)噪聲。對于已定風(fēng)機(jī)，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確安裝并注意維修保養(yǎng)以減少機(jī)械噪聲。

1）控制聲源(2)改變噴嘴形狀可減少噪聲的產(chǎn)生?；ㄐ螄娮旌投嗫讎娮燧^單孔噴嘴產(chǎn)生的噪聲小。這是由于射流相互干擾使射流起始段的特性發(fā)生變化的結(jié)果。1）控制聲源(3)減少燃燒器熱負(fù)荷，可以減少噪聲。1）控制聲源(4)較小的火孔是消除滅