燃?xì)庠畹臒釗p失及節(jié)能措施探討

1、燃?xì)庠畹臒釗p失及節(jié)能措施探討關(guān)鍵詞：燃?xì)庠顭釗p失節(jié)能措施摘要：本文從分析燃?xì)庠顭釗p失入手，推導(dǎo)出燃?xì)庠铄伒酌嫒細(xì)獾臒峤粨Q損失計(jì)算公式，并對(duì)火焰分布不同的燃燒器其鍋底面燃?xì)獾臒峤粨Q損失進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算、分析；通過如何減少熱交換損失及如何減少傳熱損失，對(duì)燃?xì)庠畹墓?jié)能措施進(jìn)行了探討。這些措施，對(duì)于進(jìn)一步提高燃?xì)庠畹臒嵝适鞘钟幸娴?。前言燃?xì)庠钤谌藗內(nèi)粘Ｉ钪性絹碓綇V泛地應(yīng)用，燃?xì)庖雅c人們生活息息相關(guān)；隨著世界性石油危機(jī)的不斷突現(xiàn)，燃?xì)猓ū疚闹饕柑烊粴?、液化石油氣、人工煤氣）作為一種不可再生的能源資源，節(jié)約燃?xì)庠絹碓绞艿饺藗兊闹匾?。如何在燃?xì)庠畹脑O(shè)計(jì)上進(jìn)一步提高其節(jié)能性能，不僅可以使人們從節(jié)約燃?xì)?/p>

2、中直接受益，而且對(duì)于燃?xì)赓Y源的有效利用及燃?xì)赓Y源的保護(hù)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。家用燃?xì)庠畹臒嵝?，是衡量燃?xì)庠钍欠窆?jié)能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB16410家用燃?xì)庠罹咧械囊?guī)定，對(duì)于臺(tái)式燃?xì)庠?，熱效率?yīng)大于55%,嵌入式灶，熱效率應(yīng)大于50%。在實(shí)際產(chǎn)品中，普通的臺(tái)式燃?xì)庠顭嵝室话愣夹∮?0%;普通的嵌入式灶熱效率一般都小于55%;而采用紅外線加熱技術(shù)的燃?xì)庠?，一般熱效率都可以超過60%。所謂燃?xì)庠畹臒嵝?，通俗地講就是燃?xì)庠钤谑褂眠^程中對(duì)燃?xì)鉄崮艿挠行Ю寐?。從燃?xì)庠畹臒嵝噬峡梢钥闯?，家用燃?xì)庠罹咂毡榇嬖谥細(xì)鉄崮芾寐什桓叩默F(xiàn)象，有大約4050%的燃?xì)鉄崮茉谑褂弥斜焕速M(fèi)。不管是從節(jié)約

3、能源的角度看，還是站在消費(fèi)者利益的角度看，提高燃?xì)庠顚?duì)燃?xì)鉄崮艿挠行Ю寐?，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)高熱效率的家用燃?xì)庠?，已成為燃?xì)饩咝袠I(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。對(duì)于家用燃?xì)庠顏碇v，它還有一項(xiàng)重要的指標(biāo)，就是燃燒煙氣中的有害氣體（如一氧化碳等）不能超過有關(guān)規(guī)定。要保證燃?xì)庠钊紵裏煔庵械挠泻怏w不超過有關(guān)規(guī)定，又要提高燃?xì)庠顭嵝?，這是一對(duì)矛盾；提高熱效率，往往會(huì)帶來煙氣中有害氣體的增高。要使非紅外線燃?xì)庠睿ㄓ绕涫乔度胧饺細(xì)庠睿嵝食^60%甚至更高，雖有一定的難度，但已有企業(yè)證明是可以達(dá)到的。如何在保證燃燒煙氣中有害氣體不超標(biāo)的前提下提高燃?xì)庠畹臒嵝?，是值得研究、探討的。本文將從分析燃?xì)庠顭釗p失入手，推導(dǎo)出

4、燃?xì)庠铄伒酌嫒細(xì)獾臒峤粨Q損失計(jì)算公式，并對(duì)火焰分布不同的燃燒器其鍋底面燃?xì)獾臒峤粨Q損失進(jìn)行計(jì)算、分析；通過如何減少熱交換損失及如何減少傳熱損失，對(duì)燃?xì)庠畹墓?jié)能措施進(jìn)行探討。一、燃?xì)庠畹闹饕獰釗p失燃?xì)庠畹臒釗p失可以分為以下幾種類型：1、鍋底面燃?xì)獾臒峤粨Q損失本文所講的鍋底面燃?xì)獾臒峤粨Q損失，是指燃?xì)庠钊紵龝r(shí)，火焰不能完全與鍋底面接觸所產(chǎn)生的熱損失；它的大小主要以火焰與鍋底面的接觸面積來判斷。目前，家用燃?xì)庠钏褂玫娜細(xì)忾y，是通過對(duì)單個(gè)噴嘴或多個(gè)噴嘴燃?xì)饬髁康目刂?，?duì)火焰大小進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)；尤以雙噴嘴燃?xì)忾y最為廣泛使用。燃?xì)庠钤谌紵龝r(shí)多為雙環(huán)或多環(huán)火焰；中心火焰的熱流量一般僅占燃燒器熱流量的102

5、0%左右（臺(tái)式灶：1620%左右，嵌入式灶：1016%左右）。中心火熱流量的大小，主要受燃燒器二次空氣補(bǔ)給的限制；中心火熱流量過大，燃燒煙氣中的有害氣體則可能超標(biāo)。嵌入式燃?xì)庠钪行幕鸬臒崃髁科毡楸扰_(tái)式燃?xì)庠钜。饕怯捎谇度胧饺細(xì)庠钪行幕鸬目諝庋a(bǔ)給比臺(tái)式燃?xì)庠钜щy，為保證燃燒煙氣中的有害氣體不超標(biāo)，只得減少中心火的熱流量，這實(shí)屬迫不得已之舉。用尖底鍋炒菜時(shí)可以直觀地看到，由于中心火熱流量小，外圈火熱流量大，油在尖底鍋中，首先在外圈火加熱范圍處（油面外圈）產(chǎn)生沸騰、油煙。中心火熱流量小，意味著燃?xì)庠钤谑褂眠^程中，只有少部分燃?xì)庠诳拷伒字行牟课蝗紵蟛糠秩細(xì)鈩t不是靠近鍋底中心部位燃燒；也

6、就是說，大部分燃?xì)馊紵龝r(shí)離鍋底中心有相當(dāng)?shù)木嚯x，燃?xì)獾拇蟛糠譄崮懿⑽丛谶@個(gè)范圍內(nèi)被充分利用。正因?yàn)槿绱?，本文特將火焰與鍋底面的接觸程度作為判定燃?xì)庠钊紵龝r(shí)燃?xì)鉄釗p失的一項(xiàng)重要指標(biāo)。2、熱能流失損失燃?xì)庠畹臒崮芰魇p失，是指燃?xì)馕闯浞謪⑴c熱交換所造成的熱損失。燃?xì)庠钤谌紵^程中，火焰與鍋底面的熱交換過程不僅受鍋底面積大小的影響，而且還受交換時(shí)間、交換速度等的影響，部分燃?xì)馕茨艹浞謪⑴c鍋底面或鍋周邊的熱交換而產(chǎn)生熱能流失損失。另外，在鍋底下面的燃?xì)饬骶哂幸欢ǖ暮穸?，將此厚度中靠近鍋底面一?cè)的燃?xì)夥Q為內(nèi)側(cè)燃?xì)?，另一?cè)稱為外側(cè)燃?xì)?，顯然，內(nèi)側(cè)燃?xì)馀c鍋底面的熱交換較充分，而外側(cè)燃?xì)馀c鍋底面的熱交換則相對(duì)

7、較少。鍋底下面燃?xì)饬骱穸鹊拇嬖?，同樣也?huì)產(chǎn)生燃?xì)庠畹臒崮芰魇p失。3、燃燒不完全產(chǎn)生的熱能損失燃燒過程中，由于補(bǔ)氧不充分造成燃燒不完全，從而產(chǎn)生熱能損失。4、傳熱損失它主要包括下面幾個(gè)方面的損失：(1)火焰對(duì)周圍空氣加熱所造成的熱量損失；(2)灶具材料(如燃燒器、鍋架、承液盤、面板等)吸熱作用所造成的熱量損失；(3)鍋體材料導(dǎo)熱能力所產(chǎn)生的熱量損失；(4)鍋體在加熱過程中，同時(shí)也向周圍介質(zhì)(如空氣等)加熱所產(chǎn)生的熱量損失。二、鍋底面燃?xì)鉄峤粨Q損失計(jì)算公式的推導(dǎo)為了更好地分析和計(jì)算鍋底面燃?xì)獾臒峤粨Q損失，以便采取相應(yīng)的措施來減少這種損失，需建立相應(yīng)的計(jì)算公式?，F(xiàn)將鍋底面燃?xì)鉄峤粨Q損失計(jì)算公式推導(dǎo)

8、如下：1、火焰集中于鍋底中心時(shí)的熱交換量表達(dá)式設(shè)：火焰與鍋底面完全接觸進(jìn)行熱交換的條件為：火焰集中于鍋底中心，再向鍋底四周擴(kuò)散?；鹧婕杏阱伒字行臅r(shí)的熱交換量表達(dá)式為：加44式中:D一鍋底直徑，F(xiàn)一鍋底面積，F(xiàn)=D2；4以一火焰總熱量；方第一火焰與鍋底面完全接觸時(shí)的熱交換量.2、火焰為雙環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)的熱交換量表達(dá)式設(shè)：火焰不是集中于鍋底中心，而是分為內(nèi)、外圈火焰結(jié)構(gòu)（既雙環(huán)火焰結(jié)構(gòu)）；外圈火焰距鍋底中心為dw/2,內(nèi)圈火焰距鍋底中心為dN/2。雙環(huán)火焰結(jié)構(gòu)的熱交換量表達(dá)式為：4=丸a8+Q-QQMn二磁吟3/）+。-浦4亨。/）（2）二押小一孫二mJ式中，D一鍋底直徑，4批T卜圈火焰直徑（近似以外

9、圈火孔在火蓋上的位置尺寸替代支一內(nèi)圈火焰直徑（近似以內(nèi)圈火孔在火蓋上的位置尺寸替代）；小一與外圈火焰接觸的鍋底面積，F(xiàn)w4取一與內(nèi)圈火焰接觸的鍋底面積，（一療、X一外圈火焰熱量占火焰總熱量的比例；（1-1）內(nèi)圈火焰熱量占火焰總熱量的比例Q。一火焰總熱量；打白一火焰分內(nèi)、外圈結(jié)構(gòu)時(shí)的熱交換量.3、火焰為多環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)的熱交換量表達(dá)式在內(nèi)外圈火焰之間，還存在一環(huán)或多環(huán)火焰。多環(huán)火焰的熱交換量表達(dá)式如下:%+&Q.七+4相出械+。-苞工GO出中a一“"15-極后s'7/）-彳-標(biāo)/-T"J-4-兒竭力式中t向一.產(chǎn)位置處的火焰直徑:du-叮乜甘位處的火焰直徑瑪一七”位

10、置處火箱接融的鍋底面程,Fw=-（D3-d/）i4F+1-rti+r位置處火爆攫鼬的耨底面積，%=-山力AXI-illn位宜處火溶熱量占火法總熱量的比例XW-“HL”位置處火爆熱堂占火熠總熱堂的比例.4、鍋底面燃?xì)鉄峤粨Q損失的計(jì)算公式因火焰不能完全與鍋底面接觸（即火焰不集中于鍋底中心）造成的熱交換損失，其計(jì)算公式可以通過（1）、（2）、（3）式得到。（1）雙環(huán)火焰時(shí)鍋底面燃?xì)鉄峤粨Q損失的計(jì)算公式，令曄曄LHQ.熱交換損失系數(shù)為*"通過（13,2）式則,H01Hg丸dJ+（1-J中=-=1-=-（4）從上貳可以看出，當(dāng)鞠底直徑。一定，皿、亞愈小，學(xué)愈小，前交換損失氤?。悍粗?則熱交換損

11、失愈大.當(dāng)削l州一定，d愈大，中愈小*效交操損失做h反之，則熱交換損失愈大.（2）數(shù)杯火姐時(shí)錨岫燃?xì)鉄峤粨Q損失的計(jì)算公式令6g黑！0一m.弱交換損失系轂為明通過（。，（3）式，則I£>He%_孫？+N/J+0-4乜-4時(shí)以/啊=I一=z（5）從上武可以叁出，當(dāng)耦底直徑D定赤，西、U、d】Hfi（小，中愈小，熱交換擱失愈小r反之，則降換報(bào)失就大.當(dāng)西、制，心、小乜一定.。愈大.“愈小，熱交換損失愈小，反之,則電交揆損失愈大.5、不同火孔型式燃燒器的熱交換損失比較現(xiàn)在常用的燃燒器，其火孔型式多為梯形、圓形或條形，梯形、圓形火孔的火焰分布位置大致相同，多集中在火蓋的外圈；條形火孔的火

12、焰分布多集中在火蓋頂部。利用公式（4）,將梯形（或圓形）火孔燃燒器、條形火孔燃燒器與火焰集中于鍋底中心的燃燒器作比較，相應(yīng)的熱交換損失計(jì)算結(jié)果見表1。熱交換損失的大小，直接影響燃?xì)庠顭嵝实拇笮?。通過對(duì)熱交換損失的計(jì)算、分析，可以為如何提高燃?xì)庠畹臒嵝侍峁┟魑乃悸?。從?jì)算結(jié)果可以看出：（1）梯形（或圓形）火孔燃燒器、條形火孔燃燒器的熱交換損失比火焰集中于鍋底中心的燃燒器高5.915.55%（其中，梯形或圓形火孔燃燒器高11.7915.55%,條形火孔燃燒器高5.913.14%）;條形火孔燃燒器的熱交換損失明顯低于梯形或圓形火孔燃燒器的熱交換損失。（2）在爐頭直徑（或大火蓋直徑）、內(nèi)圈火焰直

13、徑、內(nèi)外圈火焰熱流量分配比例相同的情況下，梯形（或圓形）火孔燃燒器的熱交換損失明顯比條形火孔燃燒器大得多（爐頭直徑或大火蓋直徑為（）120mm時(shí)，熱交換損失大3.974.6%;爐頭直徑或大火蓋直徑為（）100mm時(shí)，熱交換損失大5.896.15%）。（3）其他條件不變，改變內(nèi)、外圈火焰熱流量分配比例，內(nèi)圈熱流量比例增大，熱交換損失減??；反之，熱交換損失增大。（4）爐頭直徑（或大火蓋直徑）大，則熱交換損失較大；反之，熱交換損失較小。從表中可以看到，直徑。120的爐頭（或大火蓋），熱交換損失比。100高3.136.99%（其中，梯形或圓火孔的高3.133.22%,條形火孔的高4.646.99%）。

14、表1:不同火孔型式燃燒器，熱交換損失計(jì)算結(jié)果比較序q觸臉(n)夕隔(大火蓋)火孔型式，癌(大火蓋)火焰直徑taA夕喇那占息熱量的比例工國占總熱堂的比例(1-1)鍋底直往D*)揭失閭小火董)火焰直徑&(n)1100榭胎火孔竭k孔10028B21826012.33802012,0?7622111T92條形火孔902882182607.9780207.875227.64370388218政0.1680206.0322氏94120樽形火孔或圓火孔12046821828015.55802016.23782214.925條形火孔11046821828013.14802012.89782212,63

15、10046821828010.9502010.74782210.54注：本表中條形火孔火蓋的外圈火焰直徑，取條形火孔的平均直徑(平均直徑二條形火孔內(nèi)、外端直徑之和+2)。三、燃?xì)庠罟?jié)能措施的探討燃?xì)庠畹墓?jié)能措施，應(yīng)該從減少燃?xì)庠钤谑褂弥械臒釗p失入手。下面就從減少熱交換損失及減少傳熱損失這兩個(gè)方面對(duì)燃?xì)庠畹墓?jié)能措施進(jìn)行探討。1、減少熱交換損失的主要措施(1)設(shè)計(jì)時(shí)將灶具燃燒器的火焰分布位置盡可能集中于鍋底中心：可采用斜沖火焰等來實(shí)現(xiàn)；(2)盡可能縮小鍋底高溫燃?xì)饬鞯暮穸龋和ㄟ^縮小鍋架于鍋底間的燃?xì)馔ǖ栏叨瘸叽鐏韺?shí)現(xiàn)；(3)加大熱交換面積及熱交換時(shí)間：可在燃燒器上采取旋轉(zhuǎn)火焰設(shè)計(jì)，或在鍋架上采取措

16、施，延長燃?xì)饬鞒痰却胧﹣韺?shí)現(xiàn)；(4)采用鼓風(fēng)式全預(yù)混燃燒器：以此形成紊流燃燒，使燃?xì)馀c鍋底的熱交換面積、熱交換時(shí)間增大，同時(shí)還可以使火焰集中于鍋底中心，燃燒器的尺寸可以做得比傳統(tǒng)的大氣式燃燒器更小。單從減少熱損失的角度看，采用鼓風(fēng)式全預(yù)混燃燒器是最為理想的；(5)增大燃燒器內(nèi)圈火的熱流量比例：可以適當(dāng)減少熱交換損失。2、減少傳熱損失的主要措施(1)保持合理的火焰高度，使火焰高溫區(qū)盡可能貼近鍋底；(2)降低鍋架高度，減少火焰對(duì)周圍空氣加熱所帶來的熱損失；(3)在燃燒器處增加聚熱反射裝置，減少熱輻射損失；(4)在燃燒器、鍋架或聚熱反射裝置表面增加含遠(yuǎn)紅外線材料的涂層(如在搪瓷涂層或其他高溫涂層中添加遠(yuǎn)紅外線材料)，充分利用這些部件所吸收的熱能轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外線加熱。四、采取節(jié)能措施時(shí)應(yīng)注意的問題1、在設(shè)計(jì)上要加強(qiáng)一、二次空氣的補(bǔ)給，尤其是要使燃燒器二次空氣的補(bǔ)給在設(shè)計(jì)上與現(xiàn)有的方法相比有所突破(筆者認(rèn)為，這是完全可以實(shí)現(xiàn)的)，才能保證在采取火焰