燃气的燃烧方式分类

时间：2015-05-05

燃气的燃烧方式通常有三种:扩散式燃烧、部分预混式燃烧和*预混式燃烧。

一、扩散式燃烧

燃气与空气不预先混合，即一次空气系数α=0，燃气从火孔流出进行燃烧，燃烧所需要的空气，*依靠扩散作用从周围大气中获取，这种燃烧方式称为扩散燃烧。例如，燃气从钢管的渗漏孔外泄时的燃烧，就属于这种形式.

扩散燃烧的火焰长而无力，它像蜡烛燃烧那样分成三层火焰，中心的火焰较暗，这是还未达到着火温度的可燃气流;中间一层发光明亮，这一层是碳氢化合物受热分解成的碳和氢，游离碳在高温下灼热发光;较外层是可燃气体扩散在空气中燃烧所形成的。

从外形上看，扩散式燃烧的火焰拉得较长，且为黄色，但仍会看到下部的外表有一层薄薄的蓝色，这是周围空气无法进入火焰内部的结果 (“进入”是指空气与燃气混合)，这种扩散式燃烧通常用在工业上生产化工原料 (炭黑)，也普遍用于点火火源。

由于扩散燃烧是通过空气的扩散作用而进行的，其混合速度慢，所以火焰温度较低，常会发生不*燃烧。液化石油气不宜采用这种燃烧方式，原因是燃烧需要的空气量较多。扩散式燃烧器是按层流扩散的原理来设计的。燃烧所需要的空气量，常用加大过剩空气系数的方式来提供。但采用过剩空气系数加大办法会使燃烧温度下降，燃烧情况恶化，热强度较低。如采取适当的强制送风措施，则可加大气流扰动，对提高热强度，减少火焰长度有作用。

二、部分预混式燃烧

如果燃气与所需的空气预先进行部分混合，即0<α?<1，然后让混合气体从火孔流出，则一经点燃，就有部分燃气靠一次空气**燃烧起来，形成火焰的焰心，又称内锥。内锥中间为预热区，内锥表面叫焰面。其余的燃气与燃烧产物混合在一起，并与周围的空气进行扩散转移，再将燃烧进行完毕，这时所混合的空气称为二次空气，形成的火焰俗称外锥。由于火孔内气体压力比周围空气压力大，燃气流出后即向外膨胀，因此，内锥底部直径比火孔直径略大一些。这种燃烧所形成的火焰结构常称为本生火焰。用这种燃烧原理构成的燃烧器，称为大气式燃烧器。这种燃烧方式的火焰温度比扩散燃烧的火焰温度高些。正常时，火焰的内锥一般呈淡绿色，轮廓清晰，外锥常呈淡蓝色，火焰有些飘动，而且燃烧过程中还不时伴随轻微而均匀的噪声。

大气式燃烧火焰由内焰、外焰和高温外焰膜组成。火孔处喷射燃气时存在着一个以一定速度向火孔内传播的燃烧面，又称燃烧波。内焰是由火孔处的燃气喷射与燃烧相对平衡后形成的，一旦这种相对平衡被破坏，就会出现回火、离焰或脱火现象。可见，内焰是大气式火焰正常燃烧的基础，人们常称之为火焰的 “根部”，它的温度较低。提高火焰根部温度的方法有几种:在火焰根部下方设稳火孔，但此方法加工复杂，较少采用;另一种方法是直接利用火盖边缘与头部边缘，即火孔下方的2mm宽的水平圆环面积所产生的辐射热来提高火焰根部的温度，如果此面积外缘有高2.5mm的内斜面圆环 (角度同火孔)则效果会更好。

大气式燃烧的火焰外形与一次空气量的多少有很大关系。液化石油气大气式燃烧器的一次空气量为**时，火焰短而温度高，火焰呈蓝色，且双锥形状强劲有力;一次空气量为75%时，火焰稍长;一次空气量为50%时，火焰拉长，且火焰**部呈橙色;当一次空气量为25%时，火焰拉得更长，仅根部稍有蓝色，其他部分为黄色，且可明显看到炭粒燃烧的 “亮点”;当一次空气量为0时，已成为扩散式燃烧，即成为纯燃气火焰。

三、 *预混式燃烧

当燃气与空气预先混合，且使一次空气系数ur>1，燃烧所需的全部空气可预先得到充分的混合。这种燃烧方法是近代较先进的燃气方式，它属于预混空气燃烧的一种特殊形式。因为这种燃烧方式提供了燃料的合理燃烧，使燃气在由化学能转化为热能的过程中损失较小。

这种燃烧，由于燃气与空气预混充分，使燃烧进行得十分迅速，几乎*看不到火焰，所以又称为无焰燃烧。它的燃烧温度很高，有很大的热强度，约为扩散式燃烧热强度的100～1000倍。燃气红外辐射器就是采用这种燃烧方式工作的。

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