燃气燃烧与装置
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燃气燃烧方法——部分预混式燃烧燃气燃烧时,一次空气过剩系数α′在0~1之间,预先混入了一部分燃烧所需空气,这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。
一、部分预混层流火焰产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。
如图3—4—6,燃气从本生灯下部小口喷出,井引射入一次空气,在管内预先混合,预混后的气体自灯口喷出燃烧,产生圆锥形的火焰,周围大气亦供给部分空气,称为二次空气,通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。
这样,在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面:内火焰面,即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。
为圆锥形,呈蓝绿色,强而有力,温度亦商,为部分预混火焰,也称为蓝色锥体;外火焰面,是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧,其形状也近似圆锥形,呈黄色,软弱无力,温度较低,这是扩散火焰。
蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。
若燃气/空气混合物的浓度大于着火浓度上限,火焰就不可能向中心传播,蓝色锥体就不会出现,而成为扩散式燃烧。
若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限,则该混合气根本不可能燃烧。
氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大,而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。
蓝色锥体的实际形状,如图3—5—5,可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。
层流时,沿管道截面上气体的流速按抛物线分布,喷口中心气流速度最大,至管壁处降为零。
静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡,也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式,通常称为米赫尔松余弦定律:sn=vn=vcosψ (5—5)式中ψ——预混气流方向与焰面上该点法线方向之间的夹角。
余弦定律表明了层流火焰传播速度与迎面来的气流速度在火焰稳定情况下的平衡关系,火焰虽有向内传播的趋势,但仍能稳定在该点。
另一方面,蓝色锥体焰面上各点,还有一个气流切向分速度,使该处的质点要向上移动。
一、实验目的1. 了解燃气燃烧的基本原理和过程。
2. 掌握燃气燃烧实验的操作方法。
3. 分析燃气燃烧的产物及其对环境的影响。
二、实验原理燃气燃烧是指燃气与空气中的氧气在适当的条件下发生化学反应,生成二氧化碳、水蒸气和热能的过程。
燃气燃烧实验可以用来研究燃烧的速率、温度、火焰结构以及燃烧产物等。
三、实验仪器与药品1. 实验仪器:燃气燃烧器、温度计、酒精灯、燃烧匙、玻璃管、集气瓶、止水夹、水槽、白瓷碟、玻璃杯、澄清石灰水、酒精、苯甲酸、萘、引燃丝等。
2. 实验药品:天然气、氧气、空气、水、澄清石灰水、苯甲酸、萘等。
四、实验步骤1. 准备实验装置,包括燃气燃烧器、温度计、酒精灯、燃烧匙等。
2. 点燃酒精灯,预热燃烧器。
3. 将天然气通入燃烧器,调节燃烧器,使其产生稳定的火焰。
4. 用温度计测量火焰温度,记录数据。
5. 将燃烧匙放入火焰中,观察火焰颜色和结构。
6. 将白瓷碟放在火焰上方,观察是否有碳黑生成。
7. 在火焰上方罩一个干燥的玻璃杯,观察烧杯壁上是否有水珠生成。
8. 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的玻璃杯,观察石灰水是否变浑浊。
9. 将燃烧匙放入燃烧器中,点燃引燃丝,观察铁丝在氧气中的燃烧现象。
10. 在集气瓶中加入少量的水,用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中,塞紧塞子,观察实验现象及水面的变化情况。
五、实验现象1. 燃气燃烧产生蓝色火焰,火焰温度较高。
2. 火焰上方有碳黑生成,说明天然气中含有碳元素。
3. 火焰上方有水珠生成,说明天然气中含有氢元素。
4. 火焰上方有二氧化碳生成,澄清石灰水变浑浊,再次证明天然气中含有碳元素。
5. 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放热。
6. 红磷燃烧时,逐渐熄灭,有白色烟生成,水从导管流到集气瓶中,最后流入瓶中的水的体积约占总体积的1/5。
六、实验结论1. 燃气燃烧是剧烈的氧化反应,燃烧剧烈程度与氧化性气体的浓度、氧化与被氧化的物体接触面大小等因素有关。
燃气灶的基本构造家用燃气灶的结构家用燃气灶一般由燃烧器、引射器、点火装置、供气管路四大部分组成。
具体包括:大/小火盖、锅架、进气接头、水盘、胶圈、阀体、炉头、旋钮开关、面板、喷嘴、进气管、风门、支脚、脉冲点火器、压电陶瓷点火器、电磁阀、熄火保护装置等。
燃烧器1)家用燃气灶通常采用的燃烧器方式有两种:部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。
2)燃烧器头部燃烧器头部的作用是将燃气、空气的混合气体均匀地分配到各个火孔上,使其进行稳定的完全燃烧。
为此,要求头部各点混合气体的压力几乎相等,二次空气能均匀地供应到每个火孔上。
此外,头部容积不宜过大,否则容易产生熄火噪音。
根据大气式燃烧器的不同用途,它可以做成多火孔头部和单火孔头部两种形式。
民用燃具大多数使用多火孔头部,它的形式很多。
在设计燃烧器头部时,要充分考虑火孔的形式、大小、孔数以及排列方式等因素。
这些因素并不单纯由燃烧器决定,而是根据不同用途,受加热物的大小、形状及燃烧室的大小等因素而定。
常用的火孔有以下几种形状:①圆火孔:燃烧器头部的火孔用钻头钻孔。
这种加工形式方法简单,广泛采用。
②方火孔(炬形火孔或梯形火孔):有纵长和横长两种排列法。
③缝隙火孔:加工火孔时,用刀具取代钻头,加工成细长的沟槽,这种火孔叫缝隙火孔。
引射器为了使燃气与一次窄气混合,需要使用引射器。
引射器包括燃气喷嘴、一次空气调节器(调风板)、收缩管、喉管和扩散管。
点火装置1)压电陶瓷点火器2)脉冲电子点火器配件台式炉框体、嵌入式底壳、嵌入式面板、汤盘、密封圈、阀体、炉头、火盖、炉架、燃气管/煤气管、旋钮、点火控制器、电池盒、微动开关、热电偶、电磁阀、点火/感焰针、炉脚、橡(硅)胶零件、表面处理、玻璃/陶瓷面板等。
(资料来源:中国联保网)。
燃气燃烧方法部分预混式燃烧燃气燃烧时,一次空气过剩系数a‘在0〜1之间,预先混入了一部分燃烧所需空气,这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。
一、部分预混层流火焰产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。
如图3—4—6,燃气从本生灯下部小口喷出,井引射入一次空气,在管内预先混合,预混后的气体自灯口喷出燃烧,产生圆锥形的火焰,周围大气亦供给部分空气,称为二次空气,通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。
这样,在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面:内火焰面,即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。
为圆锥形,呈蓝绿色,强而有力,温度亦商,为部分预混火焰,也称为蓝色锥体;外火焰面,是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧,其形状也近似圆锥形,呈黄色,软弱无力,温度较低,这是扩散火焰。
蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。
若燃气/空气混合物的浓度大于着火浓度上限,火焰就不可能向中心传播,蓝色锥体就不会出现,而成为扩散式燃烧。
若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限,则该混合气根本不可能燃烧。
氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大,而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。
蓝色锥体的实际形状,如图3—5—5,可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。
层流时,沿管道截面上气体的流速按抛物线分布,喷口中心气流速度最大,至管壁处降为零。
静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡,也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式,通常称为米赫尔松余弦定律:sn二vn二vcos® (5 —5)式中®——预混气流方向与焰面上该点法线方向之间的夹角。
余弦定律表明了层流火焰传播速度与迎面来的气流速度在火焰稳定情况下的平衡关系,火焰虽有向内传播的趋势,但仍能稳定在该点。
另一方面,蓝色锥体焰面上各点,还有一个气流切向分速度,使该处的质点要向上移动。
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器是一种常见的热能设备,广泛应用于工业生产和生活中。
它通过将燃气与空气混合并点燃,产生高温高压的燃烧气体,从而实现能量的转化。
下面我们将详细介绍燃气燃烧器的工作原理。
首先,燃气燃烧器的工作原理基于燃烧反应。
燃气和空气在一定的比例下混合后,通过点火装置点燃,形成燃烧火焰。
这一过程主要包括燃气的供给、空气的调节和点火等步骤。
其次,燃气燃烧器的工作原理还涉及燃烧空气的调节。
燃气和空气的比例对燃烧效果有着重要的影响。
通常情况下,燃气和空气的混合比例需要在一定范围内才能实现有效的燃烧。
因此,燃气燃烧器通常配备有空气调节装置,用于控制空气的流量,以确保燃烧效果的稳定和高效。
另外,燃气燃烧器的工作原理还包括点火系统。
点火系统通常采用电火花点火装置,通过高压电流产生电火花,点燃燃气和空气混合气体,从而引发燃烧反应。
点火系统的稳定性和可靠性对燃气燃烧器的工作效果有着重要的影响。
此外,燃气燃烧器的工作原理还涉及燃烧过程中的热能转化。
燃烧产生的高温高压气体可以被用于加热空气、水或其他介质,从而实现能量的转化和利用。
燃气燃烧器在工业生产中具有广泛的应用,如锅炉、热风炉、热处理炉等,都是依靠燃气燃烧器来实现能量转化的。
总的来说,燃气燃烧器的工作原理是基于燃烧反应和热能转化的。
它通过控制燃气和空气的混合比例、点火系统的稳定性和热能转化效率,实现能量的转化和利用。
燃气燃烧器在工业生产和生活中发挥着重要的作用,对于节能减排和提高生产效率都具有重要意义。
燃气发动机工作原理
燃气发动机是一种利用燃气燃烧产生动力的装置,其工作原理包括燃气的压缩、点火燃烧和能量转化三个主要过程。
首先,在燃气发动机中,空气通过进气道被压缩机压缩后送入燃烧室,同时燃料也被喷入燃烧室中。
燃气发动机通常采用压气机或离心式压缩机对气体进行压缩。
通过压缩,气体的体积减小,压力和温度增加,从而增加了与燃料混合后燃烧的效果。
其次,在燃烧室中,燃料与压缩的空气混合后点燃,产生高温高压的气体,推动活塞或涡轮运动。
燃料的点燃一般采用火花塞或者压燃式点火系统。
燃料燃烧产生的高温高压气体通过排气口排出,推动活塞或涡轮转动,从而产生动力输出。
最后,在燃气发动机中,高温高压气体通过排气系统排出。
在内燃机中,活塞通过往复运动带动连杆转动,将机械能输出。
在涡轮发动机中,高温高压气体通过涡轮叶片的工作使涡轮转动,带动输出轴旋转,从而产生动力。
燃气发动机工作原理的关键在于将燃料和空气充分混合并点火燃烧,通过燃烧产生的高温高压气体推动活塞或涡轮,从而产生动力输出。
因此,燃气发动机通常具有高功率、高效率、低排放的特点,广泛应用于汽车、船舶、飞机等各个领域。
燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置通用要求(一)燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置通用要求1. 安全性要求•防止燃气泄漏:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备有效的防止燃气泄漏的措施,如安全阀、自动切断阀等。
•防止过热:燃气燃烧器和燃烧器具必须能够有效地防止过热,以避免引发热力破坏或火灾。
•防止燃气爆炸:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备预防燃气爆炸的安全装置,如燃气泄漏自动关闭功能等。
2. 控制装置要求•点火和燃烧控制:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备可靠的点火和燃烧控制装置,以确保燃烧的稳定与安全。
–例如,燃气热水器必须具备自动点火和燃烧控制装置,以实现自动启动、燃烧调节和自动关闭等功能。
•温度和压力控制:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备准确可靠的温度和压力控制装置,以保证工作环境的稳定和安全。
–例如,工业燃气炉必须具备温度和压力传感器,通过控制系统监测和调节燃烧过程中的温度和压力,以确保炉内温度和压力符合设定要求。
•炉内氧气浓度控制:燃气燃烧器和燃烧器具必须能够准确测量和控制炉内的氧气浓度,以实现燃烧效率的最大化。
–例如,工业锅炉必须配备氧气浓度探测器和控制装置,以保证燃料的充分燃烧和排放的废气符合环保要求。
3. 安全检测和报警要求•燃气泄漏检测:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备燃气泄漏检测装置,及时发现和报警燃气泄漏的情况,以防止可能引发的危险。
–例如,家用燃气灶具必须配备燃气泄漏报警装置,当检测到燃气泄漏时,及时报警并自动切断燃气供应。
•火焰监测和报警:燃气燃烧器和燃烧器具必须具备火焰监测和报警装置,以检测燃烧过程中的异常情况并及时报警。
–例如,工业燃气炉必须配备火焰探测器,监测燃烧器是否正常燃烧,如发现异常情况则立即报警并采取相应措施。
以上是燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置的通用要求和相关例子,这些要求和装置的应用可以有效地提高燃气器具的安全性,降低事故风险,保护使用者和环境的安全。
真诚希望更多的创作者能够在这个领域贡献自己的创意和智慧,为人们的生活带来更多的便利和安全。
燃气灶的工作原理燃气灶是我们日常生活中常见的一种厨房用具,它使用天然气或者液化石油气作为燃料,通过燃烧产生的热量来加热食物。
下面将详细介绍燃气灶的工作原理。
1. 燃气供应系统燃气灶的燃料普通来自于天然气管道或者液化石油气罐。
天然气通过管道输送到燃气灶,而液化石油气则通过气瓶供应。
在燃气灶上方通常有一个控制开关,用于控制燃气的供应。
2. 点火系统燃气灶的点火系统用于点燃燃气,使其产生火焰。
普通来说,燃气灶有两种点火方式:电子点火和打火机点火。
- 电子点火:这是一种常见的点火方式,燃气灶上配有一个电子点火装置。
当我们转动控制开关时,电子点火装置会发出一个高压电火花,点燃燃气,从而产生火焰。
- 打火机点火:这是一种传统的点火方式,使用打火机或者火柴点燃燃气。
我们需要将打火机或者火柴挨近燃气口,并打开燃气开关,点燃燃气,从而产生火焰。
3. 燃气调节系统燃气灶通常有多个燃烧头,每一个燃烧头都有一个独立的燃气调节系统。
这些系统用于控制燃气的流量,从而调节火焰的大小。
燃气调节系统通常由一个旋钮控制,我们可以通过旋转旋钮来调节燃气的流量。
当旋钮转到最小位置时,燃气流量最小,火焰也最小。
当旋钮转到最大位置时,燃气流量最大,火焰也最大。
4. 燃烧过程当燃气流经燃烧头时,与空气混合并被点燃,形成火焰。
燃气灶上方通常有一个金属网或者燃气孔,用于均匀分布燃气,并促使燃气与空气充分混合。
在燃烧过程中,燃气与空气的混合比例很重要。
如果燃气过多,火焰会变大且不稳定;如果燃气过少,火焰会变小甚至熄灭。
因此,燃气灶的燃烧过程需要保持适当的燃气与空气比例,以确保火焰的稳定和高效燃烧。
5. 安全措施燃气灶在设计和创造过程中通常会考虑到安全因素。
为了防止燃气泄漏,燃气灶通常配有防止燃气外泄的装置,如阀门和密封件。
此外,燃气灶还配备了防火装置,当火焰意外熄灭时,防火装置会自动切断燃气供应,以防止燃气外泄。
总结:燃气灶的工作原理可简单归纳为:燃气通过供应系统输送到燃气灶,经过点火系统点燃,然后通过燃气调节系统调节燃气流量,最后与空气混合并燃烧,产生火焰。