燃气在烧嘴中的燃烧过程

2023-08-05 09:45:11 来源：互联网分类：工业机械知识

　　从气体燃料到火焰的气体是如何在烧嘴完成的?看似简单的过程，其实经历了复杂的物理变化和化学反应，从燃烧的原理来分析整个过程，可以更好的掌握烧嘴时间的设计原理，同时也方便后续烧嘴时间的调试。

　　本文以天然气为主要气体燃料，适用的烧嘴也是天然气烧嘴，可作为其他类型燃烧器的参考。天然气作为一种清理能源，具有燃烧过程简单易控、控温精确自动控制、燃烧温度高、过量空气系数小、炉膛压力容易控制等优点。天然气的燃烧是一个复杂的物理和化学过程，整个过程可分为三个阶段:燃气-空气混合、燃气点火和燃气反应。看似漫长的过程，其实是在短时间内快速完成的。

　　第一阶段是气体和氧气的混合阶段。为了实现气体可燃部分的氧化反应，需要使甲烷分子与氧气中的氧分子接触，简单来说就是天然气与空气的充分混合。天然气和空气的混合是一种物理变化，比燃烧反应本身要慢得多。当天然气和空气分别通过烧嘴进气管和进气管进入烧嘴火焰导管时，天然气的燃烧速度主要与天然气和空气的混合速度相同。大可厂家在设计天然气烧嘴时，充分了解了天然气与空气的混合规律和影响因素，在烧嘴稳焰器和混合结构上做了很大的改进。

　　烧嘴生产过程当中燃烧过程特性的设计变更。为了使气体与空气流充分混合，空气流与空气流形成一定的夹角，空气孔与稳焰板风口的夹角为90度，以机械搅拌为主。一般来说，两股气流的交角越大，混合越快。天然气的热值很大，需要的空气量也大，空气和燃气混合均匀的难度更大。此时烧嘴独特的火焰稳定器使气流强烈旋转，有利于混合。

　　烧嘴气帽孔径和间隙的精确计算改变了气流状态。天然气喷出时，会在封闭空间内形成湍流，在湍流状态下，气流的扩散将大大加强，混合速度也将增加。

　　烧嘴孔径的设计也使得天然气射流流速处于良好的混合状态。根据各大厂家的经验测量，采用较大的流量可以改善混合。而改变气流与气流的相对速度，有利于混合的改善，从而促进燃烧。

　　大公司的烧嘴气帽一般特色是数量多，孔径小，尤其是低功率烧嘴时。从另一个角度来说，这也增加了气体与空气的接触面积，有利于加快混合速度。

　　另一方面是燃气和空气混合物的点火过程。当气体和空气的混合物达到一定浓度时，只有加热到一定温度才能被点燃。反应开始正常燃烧所需的最低温度称为着火温度。在火灾前期，需要一个火源来点燃可燃气体和空气的混合物。这种局部燃烧反应释放的热量将周围的可燃物加热到着火温度，从而使火焰蔓延。

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