燃?xì)馊紵椒?擴散式燃燒

燃?xì)馊紵椒ā獢U散式燃燒燃?xì)馊紵龝r，一次空氣過剩系數(shù)α′=0，燃燒所需的氧全部依靠集中作用從四周大氣中獲得，這種燃燒方法稱為集中式燃燒。燃燒火焰，通常指有比較規(guī)章形狀的、正在進行燃燒反應(yīng)的高溫混合物所圍成的一個區(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火焰進行分類。集中式燃燒所產(chǎn)生的火焰為集中火焰。按燃?xì)馀c空氣供入的方式，集中火焰可分為；(1)自由射流集中火焰產(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)馍淞髦校鐖D3—5—1(a)所示。(2)同軸流集中火焰產(chǎn)生于燃?xì)鈴膰姽芤耘c空氣流同一軸線噴出的燃?xì)狻⒖諝馄叫袣饬髦?，如圖3—5—1(b)所示。這時燃?xì)馍淞魇菄娤蛴邢蘅臻g的燃燒室，亦稱為受限射流集中火焰。(3)逆向噴流集中火焰產(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。<imgsrc=“/UploadFiles/2015001/20157/Manage/201507022133085455.jpg”/

圖3-5-1集中火焰的形式依據(jù)射流流淌的狀況，集中火焰又可分為層流集中火焰和紊流集中火焰。一、層流集中火焰當(dāng)燃?xì)庖詫恿髁魈蕠娙腱o止的空氣中而且被點燃時，空氣(或氧)依靠分子集中，被卷吸入燃燒區(qū)；或者當(dāng)燃?xì)夂涂諝夥謩e以層梳流淌同向平行噴入燃燒室并點燃時，便得到層流集中火焰，它為一圓錐焰面，如圖3—5—2所示。在層流狀態(tài)下，氣流混合僅以分子集中方式進行。如圖，射流以外的空氣通過外邊界線向著燃?xì)馍淞骷校細(xì)鈴纳淞骱诵膮^(qū)向著空氣集中。在某一錐面上，燃?xì)夂涂諝?或氧氣)混合的濃度達到化學(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)?、氧氣和燃燒產(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，朝著焰面方向漸漸降低，直到Cg=0；氧氣濃度從靜止空氣的21％左右，也朝著焰面方向漸漸降至Cco2=0；在焰面上生成的燃燒產(chǎn)物的濃度Ccp最大，它同時向兩個相反的方向集中，濃度逐步降低，直至Ccp=0這樣，層流集中火焰焰面便明顯地分為四個區(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)為焰面以內(nèi)的射流混合區(qū)，其間為燃燒產(chǎn)物與燃?xì)獾幕旌衔铮煌鈧?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。集中火焰的外形為圓錐形。這是由于沿火焰軸線方向流淌的燃?xì)庖┻^一個較厚的內(nèi)側(cè)混合區(qū)才能遇到氧氣，這就需要一段時間，而在這段時間內(nèi)燃?xì)鈱⒘鬟^肯定的距離，使焰面拉長；同時，燃?xì)庠谙蚯傲魈蔬^程中被不斷燃燒而消耗，純?nèi)細(xì)獾捏w積越來越小，燃燒區(qū)就漸漸向氣流中心靠攏，最終在中心線上全部燃盡，所以火焰末端匯合，而整個焰面成圓錐形。錐頂與噴口之間的距離稱為火焰長度，或火焰高度?？梢岳孟嘞耜P(guān)系，直觀定性地爭論層流集中火焰理論。如圖3—5—3，兩個相像的集中燃燒裝置，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?，其濃度為勻稱分布，濃度場呈矩形。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)獾臐舛茸畲螅谄鋬蓚?cè)濃度則向著管壁漸漸降低。<imgsrc=“/UploadFiles/2015001/20157/Manage/201507022133083543.jpg”/

圖3-5-2層流集中火焰的結(jié)構(gòu)<imgsr