液化石油气火焰传播速度的测量研究
- 格式：pdf
- 大小：171.12 KB
- 文档页数：3
关 键 词 ：液 化 石 油 气 ； 焰 传 播 速 度 ；高速 摄 像 火 中图 分 类 号 ： Ｋ１ Ｔ ６
份 的丁烷 需要 ３ ． ２ ５份 的空气 反应 。 丁烷 的化 学计 而
引 言
火 焰 传 播 速 度 是 燃 烧 领 域 的 一 项 重 要 研 究 内 容 ， 同的燃 料其传 播速 度有 着相 当大 的差 异 ， 不 它是
应对 液化石 油气 成分 丁烷进 行计 算 。丁烷 与氧气 燃
烧 的化 学 方 程 式 为
２ 。＋ １ ０２ Ｃ Ｈ１ ３ — ８ Ｃ０２＋ １ Ｈ２ ０ Ｏ （） １
１ ． 玻璃管道（ ３ ｍ ３ ０ ｍ ； ． 中０ ｍ Ｘ ０ ）２电火花点火装置； ｒ ａ ３关气阀门； ４三通阀 门； ５液化石油气流量计； ． ． ． ６空气流量 计； ． ． ７ 回火阀系统；８ ． 液化石油气罐； ９空气压缩 机； Ｏ ． ｌ． 高速摄像机； Ｉ 口盖；２ 算机 Ｉ． 管 １计
燃 料燃烧 的一 个很 重要 的特 性 ， 烧器 的设 计 ， 燃 燃烧 过 程 的控 制都 必须 以火焰 传播 速 度为 参考 。因此其 几 何 特征 以及 运 动方 式 是燃 烧 研 究 的 重 要对 象 ， 一 直 是 国 内外 学者 研究 的重 点 ［ ］ １ 。随 着高 速 摄像 测 试 技术 开 始应 用 于火 焰 传播 过 程 的 测 量 ， 以在 不 可 破 坏 流场 的结 构情 况 下 进行 高 速 摄 像 测试 ， 而对 因
（．南 京 理 工 大学 动 力 工 程 学 院 ，江苏 南 京 ２０ ９ ；２ １ １ ０ ４ ．江 苏 大 垣 集 团有 限公 司 ， 苏 南 京 ２ １ １ ） 江 １ １ ２
摘 要 ：利 用 高速 摄 像 技 术 对 玻 璃 管 道 内不 同体 积 分 数 的 液化 石 油 气 与 空 气 的预 混 气体 的 火焰 传播 速 度 进 行 了测
第 ３ 第 ５期 ６卷
２０ ０ ８年 ｌ 月 Ｏ
江 苏 冶 金
Ｊａ ｇ ｕ Ｍ ｅ ａｌ ｒ ｙ ｉｎ ｓ ｔ ｌ ｇ ｕ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ５ １３ ． ０Ｃ ． ０ ８ ｔ２ ０
液化 石 油 气 火 焰传 播速 度 的 测 量 研 究
朱 曙 光 ，张 旭 ，刘 心 志 ，张 后 雷 ，唐 路
从 丁 烷 的 氧化 反 应 式 可 以 知 道 ， １份 丁 烷 需 要 与 ６ ５份 的氧气 反 应 ， 氧气 占空 气 的 １ ５ 所 以 １ ． 而 ／，
图 ｌ 液 化 石 油 气 与 空 气 预 混 气 火 焰 传 播 速 度测 量 示 意 图
＋
收 稿 日期 ：０ ８０ —０ ２ ０ —７３ 作者 简 介 ： 曙 光 （９ ６ ）男 ， 师 。 电话 ：０ ５ ８ ３ ７ ４ ； — ｉ：ｌ ｍａｓ ＠ｔｍ．ｏ 朱 １ ７一 ， 讲 （ ２ ）４ １ ３４ Ｅ ｍａｌｐａ ｚｇ ｏ ｃｒ ｓ ｎ
江
苏
冶
金
第 ３ ６卷
烧 比较 剧 烈 ， 色 比较 亮 ； ８ 颜 在 ０ｍｓ时 ， 火焰 明显 减
量 ； 果 如 下 ： 实 验 环 境 条 件 下 的 液 化 石 油 气 的 可 燃 体 积 分 数 范 围 为 １ ５ ％～ ５３ ； 积 分 数 最 接 近 化 学 计 量 结 该 ．３ ． 体
体 积 分 数 的预 混 气体 的 火焰 传 播 速 度 最 快 ， 远 离化 学计 量 体 积 分数 其 火 焰传 播 速 度 越 低 。 越
测量 和研 究火焰 的传播速 度 提供 了更 精确并 有 效 的
实验 方法 Ｌ ］ ６ 。
１ 火 焰 传 播 速 度测 量装 置
在工 业领 域 ， 化石油 气 是一 种常 用 的燃气 。 液 液 化石 油气 是石 油提炼 出汽 油 、 柴油 、 油和其 他 燃料 重
内 的可燃 混合 气 。将拍 摄 的火焰 传播 过程 的 图片保 存， 利用软 件对 该 图片进行处理 ， 得到火焰 传播速度 。
时候 裂解 出来 的一些 产物 ， 成分 主要 是丁 烷 ， 其 还含
有少 量 的氢气 、 甲烷 、 乙烷 、 乙烯 、 丙烷 和 一些 大 于 ５
个碳 原 子 的气 体等 ， 般 液化 ９ ５，。 ． ． ９ ６
为 了得 出液化 石 油气 的最 佳 反应 体 积 分 数 ， 就
量体 积分 数 就 为 ２ ９ ５ 可 以认 为液 化 石油 气 的 大 ． ９， ９， 体化 学计 量体 积分 数 为 ２ ９ ％ 。 ． ９ 此体 积分 数 内液化
石油 气与 空气 反应 完全 ， 反应 速 率也 最快 ， 发热 量也
最大 ， 其火 焰传 播速 度 也应该 最 快 。
燃 速测 量装 置 如 图 １ 示 。 缩 空气 由 ９ 空气 所 压 （ 压 缩机 ） 生 ， 经 ６ 空 气 流量 计 ） 进入 ４ 三 通 阀 产 流 （ ， （ 门 ） 与从 ８ 液 化 石 油气 罐 ） 出来 的流 过 ７ 回火 并 （ 内 （ 阀 系 统 ） ５ 液 化 石 油 气 流 量计 ） 和 （ 的液 化 石 油气 在 此混合 后 流过 打 开 的 ３ 关 气 阀 门） 进 入 １ 玻璃 管 （ ， （ 道 ） ， 打 开 的 １ （ 口盖 ） 将 管道 内 的空 气 排 内 从 １管 处 出后 充 满管 道 ， 后关 闭 ３ 关 闭 ８ 液 化石 油 气 ） 然 ， （ 和 ９ 空气 压 缩 机 ） 利 用 １ （ 算 机 ） 的软 件 控 制 启 （ ， ２计 里 动 １（ ０ 高速 摄像 机 ） 对 １内的情 况进 行 拍摄 ， 来 轻轻 盖上 ｌ ｌ以产 生 弱 封 闭 ， 燃 烧 产 物 能 及 时排 出 管 使 道 ， 少管 内压力 升 高 以防爆 管 ， 减 然后 用 ２来点 燃 １
份 的丁烷 需要 ３ ． ２ ５份 的空气 反应 。 丁烷 的化 学计 而
引 言
火 焰 传 播 速 度 是 燃 烧 领 域 的 一 项 重 要 研 究 内 容 ， 同的燃 料其传 播速 度有 着相 当大 的差 异 ， 不 它是
应对 液化石 油气 成分 丁烷进 行计 算 。丁烷 与氧气 燃
烧 的化 学 方 程 式 为
２ 。＋ １ ０２ Ｃ Ｈ１ ３ — ８ Ｃ０２＋ １ Ｈ２ ０ Ｏ （） １
１ ． 玻璃管道（ ３ ｍ ３ ０ ｍ ； ． 中０ ｍ Ｘ ０ ）２电火花点火装置； ｒ ａ ３关气阀门； ４三通阀 门； ５液化石油气流量计； ． ． ． ６空气流量 计； ． ． ７ 回火阀系统；８ ． 液化石油气罐； ９空气压缩 机； Ｏ ． ｌ． 高速摄像机； Ｉ 口盖；２ 算机 Ｉ． 管 １计
燃 料燃烧 的一 个很 重要 的特 性 ， 烧器 的设 计 ， 燃 燃烧 过 程 的控 制都 必须 以火焰 传播 速 度为 参考 。因此其 几 何 特征 以及 运 动方 式 是燃 烧 研 究 的 重 要对 象 ， 一 直 是 国 内外 学者 研究 的重 点 ［ ］ １ 。随 着高 速 摄像 测 试 技术 开 始应 用 于火 焰 传播 过 程 的 测 量 ， 以在 不 可 破 坏 流场 的结 构情 况 下 进行 高 速 摄 像 测试 ， 而对 因
（．南 京 理 工 大学 动 力 工 程 学 院 ，江苏 南 京 ２０ ９ ；２ １ １ ０ ４ ．江 苏 大 垣 集 团有 限公 司 ， 苏 南 京 ２ １ １ ） 江 １ １ ２
摘 要 ：利 用 高速 摄 像 技 术 对 玻 璃 管 道 内不 同体 积 分 数 的 液化 石 油 气 与 空 气 的预 混 气体 的 火焰 传播 速 度 进 行 了测
第 ３ 第 ５期 ６卷
２０ ０ ８年 ｌ 月 Ｏ
江 苏 冶 金
Ｊａ ｇ ｕ Ｍ ｅ ａｌ ｒ ｙ ｉｎ ｓ ｔ ｌ ｇ ｕ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ５ １３ ． ０Ｃ ． ０ ８ ｔ２ ０
液化 石 油 气 火 焰传 播速 度 的 测 量 研 究
朱 曙 光 ，张 旭 ，刘 心 志 ，张 后 雷 ，唐 路
从 丁 烷 的 氧化 反 应 式 可 以 知 道 ， １份 丁 烷 需 要 与 ６ ５份 的氧气 反 应 ， 氧气 占空 气 的 １ ５ 所 以 １ ． 而 ／，
图 ｌ 液 化 石 油 气 与 空 气 预 混 气 火 焰 传 播 速 度测 量 示 意 图
＋
收 稿 日期 ：０ ８０ —０ ２ ０ —７３ 作者 简 介 ： 曙 光 （９ ６ ）男 ， 师 。 电话 ：０ ５ ８ ３ ７ ４ ； — ｉ：ｌ ｍａｓ ＠ｔｍ．ｏ 朱 １ ７一 ， 讲 （ ２ ）４ １ ３４ Ｅ ｍａｌｐａ ｚｇ ｏ ｃｒ ｓ ｎ
江
苏
冶
金
第 ３ ６卷
烧 比较 剧 烈 ， 色 比较 亮 ； ８ 颜 在 ０ｍｓ时 ， 火焰 明显 减
量 ； 果 如 下 ： 实 验 环 境 条 件 下 的 液 化 石 油 气 的 可 燃 体 积 分 数 范 围 为 １ ５ ％～ ５３ ； 积 分 数 最 接 近 化 学 计 量 结 该 ．３ ． 体
体 积 分 数 的预 混 气体 的 火焰 传 播 速 度 最 快 ， 远 离化 学计 量 体 积 分数 其 火 焰传 播 速 度 越 低 。 越
测量 和研 究火焰 的传播速 度 提供 了更 精确并 有 效 的
实验 方法 Ｌ ］ ６ 。
１ 火 焰 传 播 速 度测 量装 置
在工 业领 域 ， 化石油 气 是一 种常 用 的燃气 。 液 液 化石 油气 是石 油提炼 出汽 油 、 柴油 、 油和其 他 燃料 重
内 的可燃 混合 气 。将拍 摄 的火焰 传播 过程 的 图片保 存， 利用软 件对 该 图片进行处理 ， 得到火焰 传播速度 。
时候 裂解 出来 的一些 产物 ， 成分 主要 是丁 烷 ， 其 还含
有少 量 的氢气 、 甲烷 、 乙烷 、 乙烯 、 丙烷 和 一些 大 于 ５
个碳 原 子 的气 体等 ， 般 液化 ９ ５，。 ． ． ９ ６
为 了得 出液化 石 油气 的最 佳 反应 体 积 分 数 ， 就
量体 积分 数 就 为 ２ ９ ５ 可 以认 为液 化 石油 气 的 大 ． ９， ９， 体化 学计 量体 积分 数 为 ２ ９ ％ 。 ． ９ 此体 积分 数 内液化
石油 气与 空气 反应 完全 ， 反应 速 率也 最快 ， 发热 量也
最大 ， 其火 焰传 播速 度 也应该 最 快 。
燃 速测 量装 置 如 图 １ 示 。 缩 空气 由 ９ 空气 所 压 （ 压 缩机 ） 生 ， 经 ６ 空 气 流量 计 ） 进入 ４ 三 通 阀 产 流 （ ， （ 门 ） 与从 ８ 液 化 石 油气 罐 ） 出来 的流 过 ７ 回火 并 （ 内 （ 阀 系 统 ） ５ 液 化 石 油 气 流 量计 ） 和 （ 的液 化 石 油气 在 此混合 后 流过 打 开 的 ３ 关 气 阀 门） 进 入 １ 玻璃 管 （ ， （ 道 ） ， 打 开 的 １ （ 口盖 ） 将 管道 内 的空 气 排 内 从 １管 处 出后 充 满管 道 ， 后关 闭 ３ 关 闭 ８ 液 化石 油 气 ） 然 ， （ 和 ９ 空气 压 缩 机 ） 利 用 １ （ 算 机 ） 的软 件 控 制 启 （ ， ２计 里 动 １（ ０ 高速 摄像 机 ） 对 １内的情 况进 行 拍摄 ， 来 轻轻 盖上 ｌ ｌ以产 生 弱 封 闭 ， 燃 烧 产 物 能 及 时排 出 管 使 道 ， 少管 内压力 升 高 以防爆 管 ， 减 然后 用 ２来点 燃 １
