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火焰長度

鎖定
火焰長度的定義一般包括:由訓練有素的觀察者直接觀察,從一系列瞬時火焰長度照片中取可視火焰長度的平均值;或用熱電偶測量軸線上温度最高點,量出其軸向位置;或用氣體採樣的方法測量平均混合物分數,確定化學當量值所處的軸向位置。火焰的可視長度要大於靠温度或濃度測量所得出的長度。根據燃料的不同,基於温度特性測量的火焰長度大約是時均可視火焰長度的65%~80%。
中文名
火焰長度
外文名
Flame length
測量方法
熱電偶測量
計算方式
多次測量取平均值
影響因素
浮力、化學當量值等

火焰長度影響火焰長度的因素

對於燃料射流噴入靜止環境中所產生的豎直火焰來説,火焰長度由以下4個主要因素決定:
(1)火焰中射流初始動量與作用在火焰上浮力的比;
(2)化學當量值;
(3)射流密度與環境氣體密度的比;
(4)初始射流直徑d。 [1] 

火焰長度調整火焰長度的方法

一般火焰長度調整是在燃燒器輸出功率(或燃料供給量)及燃料種類不變的條件下,以及空氣過量係數也不變(特別是有燃氣氣氛要求的)的前提下,進行火焰尺寸的調整。根據已有經驗,以下方法是行之有效的。
1)燃氣噴嘴(或燒嘴)的助燃空氣旋流比直流時的火焰短;經多孔噴頭噴出燃氣比單股射流的火焰短;燃料氣與助燃空氣都經過旋流的火焰更短。總之,促使燃氣與空氣盡快均勻混合,有利於縮短火焰長度。
2)燃油噴嘴方面又有如下措施:
a、增大噴霧錐角是縮短火焰常用方法,如鍋妒用全自動燃油燃燒器採用的壓力霧化噴嘴的噴霧角由45°增至60~90°,則可縮火焰100~200mm。但是必須注意燃油不可碰壁,否則產生嚴重冒煙和燃燒不完全。
b、採用空氣(蒸汽)霧化噴嘴比壓力霧化噴嘴有利於縮短火焰長度。
c、採用內混式比外混式空氣(蒸汽)霧化噴嘴的火焰短,約為80%。 [2] 

火焰長度富氧燃燒火焰長度

火焰按照距反應區距離由近至遠分為:焰心,粒子運動速度低,光譜集中在紅外區,温度低,亮度低。內焰,粒子運動速度中等,光譜集中在可見光部分,亮度高,温度較高。外焰,粒子運動速度最快,光譜集中在紫外區,温度最高,亮度較低,火焰長度是這三部分長度的總和。由於富氧燃燒,燃燒速度快,火焰長度比空氣助燃長度短,根據富氧濃度差異、環境温度不同,長度而不同,在採用富氧燃燒玻璃窯爐設計時要綜合考慮上述因素,使火焰覆蓋玻璃料面。 [3] 

火焰長度湍流擴散火焰長度

預混火焰的長度完全決定於火焰洚面在可燃預混氣體中的傳播。由這種層流火焰長度公式已可看出,層流火焰鋒面非常薄,鋒面傳播到哪裏,哪裏的燃料空氣混合物就一下子燒完,所以火焰長度只需考慮火焰鋒面的傳播而不必考慮火焰鋒面本身的厚度。層流預混火焰長度與燃燒器直徑成正比,又與氣流速度成正比。
湍流預混火焰長度主要決定於火焰鋒面在湍流氣流中的傳播速度,但湍流火焰鋒面比較厚—點,也要使預混火焰長度加長一些。湍流火焰傳播速度除了與層流時的火焰正常傳播速度有關外,還與脈動速度、湍流標尺(混合長度)等湍流參數有關,也就是與雷諾數及氣流上游遺留下來的湍流結構有關係。 [4] 
參考資料
  • 1.    (美)STEPHEN R.TURNS.燃燒學導論:概念與應用:清華大學出版社,2015.05
  • 2.    侯凌雲,侯曉春.噴嘴技術手冊:中國石化出版社,2007.03
  • 3.    許晉源,徐通模.燃燒學:機械工業出版社,1980.12
  • 4.    趙恩錄.玻璃熔窯全氧燃燒技術問答:中國建材工業出版社,2015.01