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1、燃气燃烧理论基础燃气燃烧理论基础v 燃气基础知识燃气基础知识v第一章第一章 燃气燃烧计算基础燃气燃烧计算基础v第二章第二章 燃气燃烧反应动力学燃气燃烧反应动力学v第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播 v第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法v第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器v第六章第六章 燃气互换性燃气互换性2021/9/151燃气基础知识燃气基础知识一、燃气的主要物理性质一、燃气的主要物理性质1.容积容积%组成组成2.燃气的密度（燃气的密度（kg/Nm3）与相对密度）与相对密度 标准状态：标准状态：0.1013MPa，0 相对密度相对密度 s=/a （a=1.29kg/N
2、m3）3.燃气的热值燃气的热值H（kJ/Nm3）低热值低热值Hl 和和 高热值高热值Hh 混合燃气的热值混合燃气的热值:H=Hi ri=H1 r1+H2 r2+Hn rn4.理想气体状态方程理想气体状态方程 PV =RT P/=RT V 比容（比容（Nm3/kg）密度密度 R 通用气体常数，通用气体常数，8.31J/（MolK）2021/9/152二、城市燃气的分类二、城市燃气的分类1.燃烧特性参数燃烧特性参数 华白数华白数W：与燃烧热负荷有关的参数：与燃烧热负荷有关的参数 （MJ/m3）燃烧势燃烧势CP：与燃烧火焰传播速度、燃烧稳定性有关的参数：与燃烧火焰传播速度、燃烧稳定性有关的参数2.城
3、市燃气分类标准城市燃气分类标准 天然气，液化气，人工燃气天然气，液化气，人工燃气燃气基础知识燃气基础知识2021/9/1532021/9/154第一章第一章 燃气燃烧计算基础燃气燃烧计算基础 一、一、燃气的燃烧过程燃气的燃烧过程 燃气燃气 混合混合 燃烧燃烧(化学反应）化学反应）烟气：烟气：CO2,H2O,N2,O2,空气空气 点火点火 CO,SO2,NOX 二、燃气二、燃气燃烧燃烧的基本反应的基本反应 2021/9/155三、燃烧所需空气量三、燃烧所需空气量 （一）（一）理论空气需要量理论空气需要量 （m3/Nm3干燃气）干燃气）（二）实际空气量（二）实际空气量 空气过剩系数空气过剩系数 V
4、 =V0四、理论烟气量和实际烟气量四、理论烟气量和实际烟气量第一章第一章 燃气燃烧计算基础燃气燃烧计算基础2021/9/156第一章第一章 燃气燃烧计算基础燃气燃烧计算基础五、不完全燃烧时五、不完全燃烧时的计算的计算 2021/9/157第一章第一章 燃气燃烧计算基础燃气燃烧计算基础六、六、理论理论燃烧温度燃烧温度tth 的近似计算的近似计算 燃气、空气常温，燃气、空气常温，完全燃烧，忽略热分解（完全燃烧，忽略热分解（1800），绝热。，绝热。燃气低热值燃气低热值=烟气量烟气量比热比热燃烧温度燃烧温度 Hl =If =Vn Cf tth tth=Hl/VnCf 天然气燃烧产物的平均比热表天然气
5、燃烧产物的平均比热表温温 度度0-200200-400400-700700-10001000-12001200-1500平均比热平均比热kJ/m31.381.421.471.511.551.592021/9/158第二章第二章 燃气燃烧反应动力学燃气燃烧反应动力学一、一、化学反应速度化学反应速度（一）化学反应速度（一）化学反应速度 单位时间内单位时间内反应物浓度反应物浓度的变化，的变化，即单位时间、单位体积内反应物的消耗量：即单位时间、单位体积内反应物的消耗量：W=dC/d （kMol/m3 s）CH4+2O2=CO2+2H2O W=dCCH4/d =0.5dCO2/d =dCCO2/d 化学
6、反应速度：化学反应速度：反应级数反应级数 n 反应速度常数反应速度常数 k 2021/9/159第二章第二章 燃气燃烧反应动力学燃气燃烧反应动力学 化学化学反应速度反应速度 反应级数反应级数 n 反应速度常数反应速度常数 k 阿伦尼乌斯定律：阿伦尼乌斯定律：k=k0 exp（E/RT）k0 频率因子（指前因子）频率因子（指前因子）E 活化能活化能 R 通用气体常数通用气体常数2021/9/1510第二章第二章 燃气燃烧反应动力学燃气燃烧反应动力学（二）影响化学反应速度的因素（二）影响化学反应速度的因素 W=k0 exp（E/RT）Cn 1.温度温度 T 温度升高，反应速度加快；到一温度升高，反
7、应速度加快；到一 定温度后，增加缓慢定温度后，增加缓慢 2.活化能活化能 E 反应进行的难易程度；反应进行的难易程度；E 高，难于反应高，难于反应 3.反应物浓度反应物浓度 C 浓度高，反应速度加快（与反应级数浓度高，反应速度加快（与反应级数 n 有关）有关）4.气相反应物分压气相反应物分压 p 分压分压p大即浓度高，反应速度也加快大即浓度高，反应速度也加快 5.反应级数反应级数 n 由化学反应本身决定由化学反应本身决定 2021/9/1511 二、燃气的二、燃气的着火着火（一）气体燃料两种着火方式：（一）气体燃料两种着火方式：自燃着火：自燃着火：强制着火：常温可燃混合物中，用一热源局部点火燃
8、烧，强制着火：常温可燃混合物中，用一热源局部点火燃烧，向周围传播，最后达到整个可燃混合物燃烧。向周围传播，最后达到整个可燃混合物燃烧。（二）着火热力理论：（二）着火热力理论：以热量平衡为基础。化学反应发出的热量超过散失的热量以热量平衡为基础。化学反应发出的热量超过散失的热量 时，就能着火。时，就能着火。着火温度与燃气成分、浓度（压力）、容器壁温（传热）着火温度与燃气成分、浓度（压力）、容器壁温（传热）等因素有关，着火温度不是一个物性参数。等因素有关，着火温度不是一个物性参数。第二章第二章 燃气燃烧反应动力学燃气燃烧反应动力学2021/9/1512第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传
9、播一、正常火焰传播一、正常火焰传播正常火焰传播速度正常火焰传播速度 即法向火焰传播速度即法向火焰传播速度 Sn 火焰传播速度火焰传播速度 与气流法线分速度与气流法线分速度相等时，能稳定燃烧。相等时，能稳定燃烧。2021/9/1513第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播火焰传播速度火焰传播速度Sn 可燃混合气导热系数可燃混合气导热系数 Q 可燃混合气热值可燃混合气热值 燃烧反应平均速率燃烧反应平均速率 0 可燃混合气可燃混合气密度密度 C p 可燃混合气可燃混合气比热比热 Tm 烟气出口温度烟气出口温度 T0 可燃混合气可燃混合气初始温度初始温度2021/9/1514第三章第三章
10、燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播二、影响层流火焰传播速度二、影响层流火焰传播速度Sn的因素的因素 （一）（一）可燃混合可燃混合气比例的影响气比例的影响 （二）（二）燃气性质燃气性质的影响的影响 2021/9/1515第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播（三）（三）温度温度的影响的影响 1.初始初始温度的影响温度的影响可燃混合物初始温度高，燃烧温度增加，化学反应速率增加，因而可燃混合物初始温度高，燃烧温度增加，化学反应速率增加，因而Sn增大。增大。2021/9/1516第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播2.火焰温度的影响火焰温度的影响在高温情况下，随着火焰温度的
11、提高，在高温情况下，随着火焰温度的提高，Sn显著提高；在更高温度下，由于热分显著提高；在更高温度下，由于热分解产生的自由基浓度大大增加，促进反解产生的自由基浓度大大增加，促进反应，进一步提高应，进一步提高火焰传播速度火焰传播速度Sn。2021/9/1517第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播（四）（四）压力压力的影响的影响 Sn pk Sn 50 50-100 100 k 0 0 02021/9/1518（五）惰性气体的影响（五）惰性气体的影响 燃气中加入惰性气体燃气中加入惰性气体N2，热值，热值降低，反应速度减慢，将使降低，反应速度减慢，将使火焰传火焰传播速度播速度Sn下降。下
12、降。第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播2021/9/1519三、三、火焰传播浓度极限火焰传播浓度极限（爆炸极限，着火浓度极限）（爆炸极限，着火浓度极限）在燃气在燃气-空气混合气中空气混合气中 1.浓度确定时，仅在一定的温度、压力条件下，才能着火；浓度确定时，仅在一定的温度、压力条件下，才能着火；2.在一定的温度（压力）条件下，燃气与空气的比例在一定在一定的温度（压力）条件下，燃气与空气的比例在一定 的范围内火焰才能传播；的范围内火焰才能传播；3.能使火焰持续不断传播所必须的最低（高）燃气浓度，称能使火焰持续不断传播所必须的最低（高）燃气浓度，称 为火焰传播浓度下（上）限。为火焰
13、传播浓度下（上）限。第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播2021/9/1520 单一燃气的爆炸极限单一燃气的爆炸极限 （常温，（常温，20)第三章第三章 燃气燃烧的火焰传播燃气燃烧的火焰传播燃气名称燃气名称爆炸下限爆炸下限%爆炸上限爆炸上限%氢氢4.075.9一氧化碳一氧化碳12.574.2甲烷甲烷5.015.0乙炔乙炔2.580.0乙烯乙烯2.734.0乙烷乙烷2.913.0丙烯丙烯2.011.7丙烷丙烷2.19.5丁烯丁烯1.610.0正丁烷正丁烷1.58.5异丁烷异丁烷1.88.52021/9/1521第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法 燃气的燃烧过程燃气的燃烧过程 （
14、1）燃气与空气的流入、混合）燃气与空气的流入、混合 （2）混合气的加热与着火）混合气的加热与着火 （3）完成燃烧化学反应完成燃烧化学反应 燃烧热加热新鲜混合气，维持不断燃烧。燃烧热加热新鲜混合气，维持不断燃烧。2021/9/1522第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法一、燃气燃烧方法的分类：一、燃气燃烧方法的分类：按照混合时间与化学反应时间两者比较按照混合时间与化学反应时间两者比较 （一）扩散式燃烧（有焰燃烧）（一）扩散式燃烧（有焰燃烧）扩散混合控制：扩散混合控制：燃气、空气分别喷入，混合速度控制燃烧；火焰长，稳定性好；燃烧时燃气、空气分别喷入，混合速度控制燃烧；火焰长，稳定性好；燃烧时间长
15、；煤气与空气可分别预热以提高温度。间长；煤气与空气可分别预热以提高温度。（二）完全（二）完全预混式预混式燃烧（无焰燃烧）燃烧（无焰燃烧）动力学控制动力学控制：燃烧速度快，火焰短；空气消耗系数燃烧速度快，火焰短；空气消耗系数 n 较小，燃烧温度高，空间热强度较小，燃烧温度高，空间热强度较大；但空气与煤气温度不能预热过高。较大；但空气与煤气温度不能预热过高。（三）（三）部分预热式燃烧（大气式燃烧器）部分预热式燃烧（大气式燃烧器）介乎两者之间，介乎两者之间，2021/9/1523第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法二、扩散式燃烧二、扩散式燃烧 层流扩散火焰的结构层流扩散火焰的结构 1 1 外侧混合
16、区（燃烧产物外侧混合区（燃烧产物+空气）空气）2 2 内侧混合区（燃烧产物内侧混合区（燃烧产物+燃气）燃气）3 3=0=0 处为燃处为燃气区气区 =1=1 处为火焰面处为火焰面 2021/9/1524第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法三、三、部分预混式燃烧（大气式燃烧器）部分预混式燃烧（大气式燃烧器）（一）部分预混层流火焰（一）部分预混层流火焰 燃气预先混入部分空气（燃气预先混入部分空气（01），燃烧加强，火焰清晰，火焰），燃烧加强，火焰清晰，火焰温度提高。温度提高。内锥体（兰色锥体），气流的法向速度与法向火焰传播速度相等，形内锥体（兰色锥体），气流的法向速度与法向火焰传播速度相等，形 成
17、稳定火焰面。成稳定火焰面。外锥体，内锥之外按扩散方式与空气混合后燃烧。外锥体，内锥之外按扩散方式与空气混合后燃烧。2021/9/1525第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法兰色火焰出现条件：兰色火焰出现条件：1.燃气燃气-空气混合物浓度在爆炸上限与爆炸下限之间。空气混合物浓度在爆炸上限与爆炸下限之间。2.气流的切向分速使下面质点对上面质点点火。气流的切向分速使下面质点对上面质点点火。3.火焰根部存在点火源：火焰传播速度火焰根部存在点火源：火焰传播速度 Sn=气流速度气流速度 V 1点：点：SnV 2点：点：SnV 3点：点：Sn=V 火焰面稳定火焰面稳定 点火环点火环2021/9/1526（
18、二）部分预混层流火焰的稳定部分预混层流火焰的稳定 （比较气流速度和火焰（比较气流速度和火焰传播传播速速度）度）离焰：气流速度快，点火环变窄而消失，火焰脱离燃烧器出口离焰：气流速度快，点火环变窄而消失，火焰脱离燃烧器出口 脱火：气流速度进一步加大，大于脱火：气流速度进一步加大，大于火焰传播速度，火焰传播速度，火焰被吹熄火焰被吹熄 回火：气流速度减到小于回火：气流速度减到小于火焰传播速度，火焰缩进燃烧器火焰传播速度，火焰缩进燃烧器 燃气的火焰传播速度燃气的火焰传播速度Sn越大，越大，脱火曲线和回火曲线位置高，脱火曲线和回火曲线位置高，不易脱火而易回火，如人工气。不易脱火而易回火，如人工气。天然气则
19、相反，天然气则相反，Sn 小，易脱火小，易脱火不易回火不易回火。2 脱火曲线脱火曲线(气流速度上限气流速度上限)4 回火曲线回火曲线(气流速度下限气流速度下限)1 光焰曲线光焰曲线，过过小小时时,由于由于 碳氢化合物热分解，形成碳氢化合物热分解，形成 碳粒和煤烟，燃烧不完全碳粒和煤烟，燃烧不完全第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法2021/9/1527第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法影响脱火和回火曲线，即燃烧稳定性的因素影响脱火和回火曲线，即燃烧稳定性的因素 1.燃气混合物组成：（燃气混合物组成：（Sn不同）不同）人工煤气易回火，天然气易脱人工煤气易回火，天然气易脱 火，火，LPG易黄
20、焰；易黄焰；2.一次空气系数一次空气系数：增大，增大，Sn减小，使减小，使脱火曲线下降；脱火曲线下降；容易脱火，容易脱火，3.燃烧器出口直径小散热大，火燃烧器出口直径小散热大，火 焰温度下降，焰温度下降，Sn 变小易脱火，变小易脱火，不易回火；不易回火；4.周围空气的含氧量低时，火焰周围空气的含氧量低时，火焰 传播速度传播速度Sn减慢，易脱火。减慢，易脱火。2021/9/1528第四章第四章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法四、四、全预混式燃烧（无焰燃烧）全预混式燃烧（无焰燃烧）特点特点1.燃烧速度快，火焰很短甚至看不出燃烧速度快，火焰很短甚至看不出2.容积热强度高容积热强度高 100-200106k
21、J/m3h （3-6104kW/m3）2.空气过剩系数小（空气过剩系数小（=1.05-1.10），），燃烧温度高燃烧温度高3.燃气与空气全预混，火焰传播能力强，燃气与空气全预混，火焰传播能力强，但由于温度高，容易回火但由于温度高，容易回火4.热效率高，热效率高，40%的燃烧热以辐射传热的燃烧热以辐射传热2021/9/1529第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器 一、一、大气式燃烧器的构造及特点大气式燃烧器的构造及特点 低低压压引射引射大气式燃烧器：大气式燃烧器：引射器和引射器和头头部部组组成。成。工作原理：工作原理：喷喷嘴嘴喷喷射燃气射燃气-引射空气引射空气-吸气收吸气收缩缩管管-混合管混合
22、管 -扩压扩压管管-头头部火孔流出燃部火孔流出燃烧烧 燃气灶：燃气灶：收缩管收缩管 混合管混合管 扩压管扩压管 =0.45-0.75 =1.3-1.8 （1 1）风门）风门 （2 2）一次空气口）一次空气口 （3 3）引射器喉部引射器喉部 （4 4）喷嘴）喷嘴 （5 5）火孔）火孔 2021/9/1530第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器（一）（一）引射器引射器 引射器的作用引射器的作用 （1）以高能量的燃气引射空气，并使均匀混合；）以高能量的燃气引射空气，并使均匀混合；（2）引射器末端形成剩余）引射器末端形成剩余压压力，以克服气流在力，以克服气流在头头部的阻力部的阻力损损失，使燃失，使燃
23、 气气-空气混合物在火孔出口具有一定速度；空气混合物在火孔出口具有一定速度；（3）输输送一定的燃气量，达到送一定的燃气量，达到热负热负荷要求。荷要求。吸气收缩管的进口截面积比喉管面积大吸气收缩管的进口截面积比喉管面积大 4-6倍。倍。2021/9/1531第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器1.喷喷嘴嘴 以一定速度以一定速度喷喷出，出，输输送一定的燃气量送一定的燃气量 管内管内层层流流流流动时动时有有压压力降，力降，压压力降与燃气性力降与燃气性质质、燃气速度（流量）、燃气速度（流量）、管道直径、管道材管道直径、管道材质质等有关。等有关。H 燃气压力燃气压力(Pa)喷喷嘴流量：嘴流量：流量系数
24、流量系数 d 喷嘴直径喷嘴直径(mm)如有如有 n个喷嘴个喷嘴 s 相对密度相对密度 热负荷：热负荷：Q=nLg Hl/3600 （kW）Hl 燃气低热值燃气低热值kJ/m3 n喷嘴数量喷嘴数量 喷喷嘴直径：嘴直径：2021/9/1532第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器 喷嘴出口截面至喉部的距离对一次空气系数的影响喷嘴出口截面至喉部的距离对一次空气系数的影响2021/9/1533第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器2.混合管混合管 使得燃气与空气充分混合，速度场、温度场、浓度场均匀分布。使得燃气与空气充分混合，速度场、温度场、浓度场均匀分布。渐缩管有利于速度场均匀分布，不利于温度场、浓
25、度场均匀分布；渐缩管有利于速度场均匀分布，不利于温度场、浓度场均匀分布；渐扩管反之。渐扩管反之。混合管取圆柱形，长度混合管取圆柱形，长度=（1-3）dt3.扩压管扩压管 截面扩大，混合气速度降低，使气体的部分动压变为静压，提高压截面扩大，混合气速度降低，使气体的部分动压变为静压，提高压力，混合均匀。扩压管张角力，混合均匀。扩压管张角6 8。2021/9/1534（二）燃烧器头部（二）燃烧器头部1.多火孔头部多火孔头部 燃气燃气-空气混合物均匀分布到各火孔，空气混合物均匀分布到各火孔，头部各点气流压力相等，二次空气能均头部各点气流压力相等，二次空气能均匀达到各个火孔。匀达到各个火孔。头部过大时灭
26、火噪声大。头部过大时灭火噪声大。2021/9/1535第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器 各种形状的火孔各种形状的火孔 圆火孔：加工简单，但与空气接触面较小；圆火孔：加工简单，但与空气接触面较小；方火孔：与二次空气接触面方火孔：与二次空气接触面 较大，但加工工艺要求高。较大，但加工工艺要求高。2021/9/1536第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器条形火孔条形火孔 同样面积布置下热负荷较高，要考同样面积布置下热负荷较高，要考 虑二次空气补足充分。虑二次空气补足充分。口琴式燃烧器口琴式燃烧器平板式多孔红外燃烧器平板式多孔红外燃烧器 2021/9/1537二、大气式燃烧器的特点和应用范围二
27、、大气式燃烧器的特点和应用范围优点：优点：1.火焰短，火力强，燃烧温度高；火焰短，火力强，燃烧温度高；2.可用于不同燃气，燃烧较安全、环保，热效率高，可用于不同燃气，燃烧较安全、环保，热效率高，CO含量低；含量低；3.可用低压燃气，空气靠燃气引射，具有自调性，煤气空气按比例可用低压燃气，空气靠燃气引射，具有自调性，煤气空气按比例 调节；调节；4.适用性强，可满足各种工艺需要。适用性强，可满足各种工艺需要。缺点：缺点：1.由于部分预混空气，火孔热强度、燃烧温度受限制；由于部分预混空气，火孔热强度、燃烧温度受限制；2.热负荷较大时，结构较笨重；热负荷较大时，结构较笨重；3.引射空气自适应调节，负荷
28、调节比较小。引射空气自适应调节，负荷调节比较小。适用范围：适用范围：多火孔大气式燃烧器广泛用于家庭和公用事业的各种灶具、热水多火孔大气式燃烧器广泛用于家庭和公用事业的各种灶具、热水 器、沸水器，单火孔的多用于中小锅炉和工业炉。器、沸水器，单火孔的多用于中小锅炉和工业炉。第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器2021/9/1538三、大气式燃烧器的设计计算三、大气式燃烧器的设计计算 （请看参考书）（请看参考书）第五章第五章 大气式燃烧器大气式燃烧器2021/9/1539第六章第六章 燃气互换性燃气互换性一、一、燃气互换性和燃具的适应性燃气互换性和燃具的适应性 燃气的成分可能改变：生产过程少许变化
29、，不同的气源。燃气的成分可能改变：生产过程少许变化，不同的气源。对于燃具：当气源成分变化时，对于燃具：当气源成分变化时，燃具的热负荷、燃具的热负荷、燃烧稳定性、燃烧稳定性、火焰结构、烟气中火焰结构、烟气中CO含量含量等也会变化。要求燃具不用调整仍能正常使用，等也会变化。要求燃具不用调整仍能正常使用，即燃气上述性能改变不超过一定极限。即燃气上述性能改变不超过一定极限。1.燃气燃气互换性。互换性。某燃具以基准气某燃具以基准气 a 进行设计调整，现改用置换气进行设计调整，现改用置换气 s。如果燃具不加调整。如果燃具不加调整仍能正常工作，则仍能正常工作，则 s 燃气对燃气对 a 燃气具有燃气具有“互换
30、性互换性”。2.燃具适应性燃具适应性 当燃气性质有少许变化时，燃具不加调整仍能正常使用。当燃气性质有少许变化时，燃具不加调整仍能正常使用。“互换性互换性”要求气源变化不能超过一定范围；要求气源变化不能超过一定范围；“燃具适应性燃具适应性”要求燃具制造要求燃具制造厂厂生产适应性强的优质燃具。这是一个事物的两个方面。生产适应性强的优质燃具。这是一个事物的两个方面。2021/9/1540第六章第六章 燃气互换性燃气互换性二、二、互换性的判定互换性的判定 热负荷热负荷 Q=HhV 流量流量 （一）华白数（一）华白数 1.华白数：华白数：热负荷与热负荷与W成正比：成正比：Q=K W (压力不变时压力不变
31、时)与与 W成反比。成反比。W不变时，同样压力下热负荷、不变时，同样压力下热负荷、也不变。也不变。2.广义华白数广义华白数 如果压力变化，喷嘴前压力如果压力变化，喷嘴前压力 p（Pa）广义华白数：广义华白数：热负荷：热负荷：Q=K1 W1 2021/9/1541第六章第六章 燃气互换性燃气互换性（二）燃烧势（二）燃烧势CP 燃烧势是燃烧势是与火焰传播速度、燃烧稳定性有关的参数。与火焰传播速度、燃烧稳定性有关的参数。实验证明，内焰高度实验证明，内焰高度 h与离焰、回火、不完全燃烧工与离焰、回火、不完全燃烧工况有关；内焰高度又与相对密度况有关；内焰高度又与相对密度S和燃烧速度和燃烧速度Sn有关，则
32、有关，则与燃气成分有关。所以燃烧速度与燃气成分的函数与燃气成分有关。所以燃烧速度与燃气成分的函数2021/9/1542第六章第六章 燃气互换性燃气互换性三、三、火焰特性对火焰特性对燃气互换性的影响燃气互换性的影响 燃气性质除了华白数，还要考虑火焰特性，即产生离焰、回火、黄焰和燃气性质除了华白数，还要考虑火焰特性，即产生离焰、回火、黄焰和 不完全燃烧的倾向性。不完全燃烧的倾向性。典型燃具用一种燃气作燃烧特性曲线，以典型燃具用一种燃气作燃烧特性曲线，以 燃具的运行工况燃具的运行工况 qp 和和作作坐标点，如坐标点，如 在燃烧特性曲线范围内可以正常燃烧。在燃烧特性曲线范围内可以正常燃烧。当燃气改变时
33、，燃烧特性曲线和运行点都当燃气改变时，燃烧特性曲线和运行点都 发生改变；只有当工作点在新的燃烧特性发生改变；只有当工作点在新的燃烧特性 曲线范围内，燃具保持稳定燃烧，才具有曲线范围内，燃具保持稳定燃烧，才具有 互换性。互换性。qp 火孔热强度火孔热强度(W/mm2)一次空气系数一次空气系数2021/9/1543第六章第六章 燃气互换性燃气互换性基准气基准气 a，离焰极限曲线，离焰极限曲线La，黄焰，黄焰极限曲线极限曲线Ya，Wa=51.0置换置换气气 s，离焰极限曲线离焰极限曲线Ls，黄焰，黄焰极限曲线极限曲线Ys，Ws=42.5 互换时燃具热负荷变化：互换时燃具热负荷变化：一次空气系数变化：
34、一次空气系数变化：运行点运行点 1：a1:qp=14 W/mm,=0.30 s1:qp=11.7W/mm,=0.36 运行点运行点2:（适应性好）（适应性好）a2:qp=14 W/mm,=0.35 s2:qp=11.7W/mm,=0.422021/9/1544 参考资料参考资料1.同济大学等编同济大学等编.燃气燃烧与应用（第四版）燃气燃烧与应用（第四版）.北京：建筑工业出版社，北京：建筑工业出版社，20112.项友谦等编著项友谦等编著.天然气燃烧过程与应用手册天然气燃烧过程与应用手册.北京：建筑工业出版社，北京：建筑工业出版社，20083.花景新花景新.燃气应用技术燃气应用技术.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20094.韩昭沧韩昭沧.燃料及燃烧（第二版）燃料及燃烧（第二版）.北京：冶金工业出版社，北京：冶金工业出版社，19945.姜正侯主编姜正侯主编.燃气工程技术手册燃气工程技术手册.上海：同济大学出版社，上海：同济大学出版社，19936.童正明等编著童正明等编著.工程燃烧学工程燃烧学.北京：中国计量出版社，北京：中国计量出版社，2008 2021/9/1545