当前课程知识点:燃烧理论 > 第九章 层流非预混火焰 > 9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度 > 火焰长度的影响因素
通过刚才我们这么多的求解
特别是Roper的对于不同的这种
几何尺寸的这种火焰
喷嘴的火焰的长度的这些公式
实际上我们就已经知道了
火焰长度是怎么受影响的
但我们再进一步
实际上在我们真正的燃烧当中
非常希望能够
非常自由的去调整
火焰长度
特别我们工业的需求的时候
我们来看看
怎么才有可能去进行调节
那么第一个的话
实际上要研究一下
火焰高度的影响
也就是长度的影响
那么第一个当然就是流率
大家非常熟悉了
通过刚才知道我们圆口的话
那火焰长度跟燃料的
体积流量
完全成线性关系 成正比
即使对于其它的槽形的
可能不是正比关系
但基本上是这样子
只要燃料体积流量增加
它怎么样
火焰长度也就增加
基本上可以有判断对吧
基本上是这么一个过程
那么实际上我们
在前面的式子里面
引入了化学当量摩尔比的
这么一个概念
它是用什么
喷射流体和环境流体里边的
摩尔的比值
当量时候的比值来进行计算的
那么可以看出来
如果我们有办法去影响S
那我就有可能
影响它的火焰的长度
比如我们的燃料 纯燃料
或是我们加一些氮气
情况怎么样
S就会变化对不对
如果里边加一点氧气
S更会变化
如果摩尔
比如外边的质量
如果是纯氧气和空气
甚至什么
把氧量减少
那么S也都会变化
这样的话就很有趣
我们通过变化
就可以很好的来控制
火焰的长度
比如说我们再来看看
比如燃料类型
那我们对于纯燃料来说
化学当量比就很容易进行计算
就是原子浓度就可以了
比如对碳氢化合物
我们经常CxHy对不对
S就等于什么
x加上y除以4
除以xO2
就是0.21嘛对吧
就是氧气的摩尔比
一算就算出来了
那么你看各种不同的燃料
比如我们拿甲烷作为1的话
那么相对的
随着碳的增加
丙烷 丁烷 庚烷
这就不断的增加
它对火焰长度是什么样
是不断增加的
这个地方实际上S是不断增加
你可以看出来S跟它的一个
直接的关系式
这里边氢和一氧化碳
就会很小
这是一个很有趣的现象
相比要短很多对不对短很多
大家考虑一下为什么会短很多
另外的话我们常常会
这是什么
我们不是做纯粹的扩散
或者我们叫做扩散火焰
或者叫做非预混火焰
我在燃料里边
或混一点空气里边
我们把它称之为一次风
这是常常做的
那么这个过程的话
常常会什么
有好处
比如火焰可以大大的缩短
而且还可以怎么样
防止碳烟的形成
比如实际上我们像
家里边的这种小的炉灶
实际上我们包括
包括烧饭的这种炉灶
实际上它都是加了一定的一次风
而且常常会产生
蓝色的火焰
所以用一次风的话
最大的极限当然是防止
它要回火对吧
所以它需要有一个
合理的这么一个值
但是一次风会非常明确的
影响火焰的长度
你可以看出左边这张图
可以非常容易看出来
你看1的时候
如果1的话
加大一点点一次风
比如我们加一点点 就10%的话
它一下子再降到什么
原来的一半
如果加60%的话怎么样
大概只有原来的10%都不到了
所以它非常非常快速的下降
所以这是一个很有趣
那么它主要靠什么改变
就靠S的改变
也就是加了一次风(之后)
S发生了很大的变化
那S发生变化它当然
它的火焰长度也为发生变化
最多的可以
甚至只有降低85% 90%
就非常非常重要
另外一个刚才我们提到
这是燃料里边加氧气
氧化剂 比如空气
比如说21%
但我有可能对它的氧气进行调整
比如纯氧
纯氧的话怎么样
纯氧的燃烧
大概火焰只有前面的
只有四分之一左右
而如果比如减少氧
那减少氧的话它怎么样
一下子就怎么样
这火焰长度就会
变得非常长
所以这是
这是可以很简单的
通过氧量的变化
来判断
它火焰的长度
可以进行适当的调整
刚才说了我们在燃料里边
如果加一点氧气的话
可以大大缩短它的火焰长度
好我们来看一看
如果加一点惰性气体
也就加什么
比如很简单加什么
加一点氮气
加一点氮气会有什么影响
同样它主要影响什么
影响化学当量比
同样最后的话
也影响到火焰长度
比如说碳氢化合物来讲
我加了一个惰性气体怎么样
S就会变小了对不对
乘上一个1-Xdil
对不对
就马上就变小了
那么它就从而
使得它火焰长度的话
发生变化
-1.1 我们为什么要学习燃烧理论
-1.2 什么是燃烧:定义与现象
-1.3 燃烧科学发展简史
-1.4 燃烧科学的研究方法
-1.5 课程的结构
-2.1 概述
--概述
-2.2 状态参数复习
--状态参数复习
-2.3 热力学第一定律
--热力学第一定律
-2.4 反应物和生成物的混合物
--燃烧焓与热值
--例题
-2.5 绝热燃烧温度
--定压绝热燃烧温度
--定容绝热燃烧温度
-2.6 化学平衡
--第二定律的讨论
--吉布斯函数
--复杂系统(选修)
-2.7 燃烧的平衡产物
--全平衡(选修)
--水煤气反应的平衡
--压力影响
-2.8 应用
--例题
--烟气再循环
-2.9 小结
--小结
-第二章 燃烧与热化学--第二章作业
-3.1 传质概述
-3.2 传质理论基础
-3.3 传质应用实例
-3.4 小结
-第三章 传质引论--第三章作业
-4.1 概述
--概述
-4.2 总包反应与基元反应
-4.3 基元反应速率
--其他基元反应
-4.4 多步反应机理的反应速率
--净生成率
--稳态近似
--单分子反应机理
--部分平衡
-4.5 简化机理(选修)
--简化机理(选修)
-4.6 催化和非均相反应(选修)
-4.7 小结
--小结
-第四章 化学动力学--第四章作业
-5.1 概述
--概述
-5.2 H2-O2系统
--H2-O2系统
-5.3 一氧化碳的氧化
--一氧化碳的氧化
-5.4 高链烷烃的氧化
--三步机理
--八步机理
-5.5 甲烷燃烧
--复杂机理和起源
--甲烷燃烧动力学
--高温反应途径分析
--低温反应途径分析
-5.6 氮氧化物
--氮氧化物的危害
-5.7 小结
--小结
-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 定压-定质量反应器
-6.3 定容-定质量反应器
-6.4 全混流反应器
-6.5 柱塞流反应器
-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结
-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业
-7.1 概述和总质量守恒
-7.2 组分质量守恒
-7.3 多组分扩散(选修)
-7.4 动量守恒方程(选修)
-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式
-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义
-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业
-8.1 概述及物理描述
-8.2 层流火焰分析
-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素
-8.4 熄火、可燃性和点火
-8.5 火焰稳定及小结
-第八章 层流预混火焰--第八章作业
-9.1 概述
--概述
-9.2 无反应的恒定密度层流射流
--物理描述
--求解
--两个例子
-9.3 射流火焰的物理描述
-9.4 简化理论描述
--概述
--守恒标量
--状态关系式
-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度
--两个例子
-9.6 碳烟的形成和分解
--碳烟的形成和分解
-9.7 对冲火焰(选修)
--对冲火焰(选修)
-9.8 小结
--小结
-第九章 层流非预混火焰--第九章作业
-10.1 概述
--概述
-10.2 液滴蒸发的简单模型
--基本假设
--气相分析
--气液界面能量平衡
--液滴寿命
-10.3 液滴燃烧的简化模型
--假设
--温度分布
--液滴表面能量守恒
--火焰面处能量守恒
--例题
--扩展到对流条件
-10.4 一维蒸发控制燃烧
--物理模型和假设
--总守恒方程
--例题
-10.5 小结
--小结
-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业
-11.1 概述及燃煤锅炉
-11.2 非均相反应
-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型
-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型
-11.5 颗粒燃烧速度
-11.6 煤的热解及燃烧
-第十一章 固体燃烧--第十一章作业
-12.1 概述
--概述
-12.2 湍流现象与描述
--湍流的现象与描述
-12.3 湍流尺度
--湍流尺度
-12.4 湍流模型
-12.5 湍流预混火焰
--湍流火焰速度
--层流火焰折皱模式
--火焰稳定
-12.6 湍流非预混火焰
--射流火焰
--火焰长度
-12.7 湍流燃烧小结
--湍流燃烧小结
-课程总结
--课程总结