热质交换原理与设备课件第6章详解.ppt

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1、第6章6.1　空气射流的热质交换6.2　燃料燃烧时的热质交换6.3　液体燃烧器6.4　气体燃烧器6.1　空气射流的热质交换6.1.1　空气射流的种类6.1.2　送风口形式与送风参数6.1.3　回风口空气流动规律和回风口形式6.1.1　空气射流的种类1.等温自由射流2.非等温自由射流3.受限射流4.平行射流5.旋转射流图6-1　自由射流示意图表6-1　喷嘴紊流系数a值紊流系数a圆断面射流收缩极好的喷嘴圆管扩散角8°～12°矩形短管带有可动导向叶片的喷嘴活动百叶风格0．0660．0760．090．10．20．16平面射

2、流收缩极好的平面喷嘴平面壁上的锐缘斜缝具有导叶加工磨圆边口的通风管纵向缝0．1080．1150．155图6-2　温度边界层与速度边界层的对比图6-3　弯曲射流的轴线轨迹示意图图6-4　贴附射流示意图图6-5　非贴附射流的气流分布示意图图6-6　平行射流图6-7　旋转射流速度图6.1.2　送风口形式与送风参数1.送风口形式2.送风状态1.送风口形式(1)侧送风口　在房间内横向送出气流的风口叫侧送风口。(2)散流器　散流器是安装在顶棚上的送风口，自上而下送出气流。(3)孔板送风口　空气经过开有若干小孔的孔板而进入房间，

3、这种风口形式叫孔板送风口。(4)喷射式送风口　喷射式送风口是一个渐缩圆锥台形短管，如图6-8所示。(5)旋流送风口　图6-9是旋流送风口的一种形式。图6-8　喷射式送风口a)圆形喷口　b)球形转动风口图6-9　旋流送风口1—出风格栅　2—集尘箱　3—旋流叶片表6-2　送风温差室温允许波动范围/℃送风温差/℃＞±1．0≤15±1．06～10±0．53～6±(0．1～0．2)2～3图6-10　回风点汇图图6-11　回风口速度分布图图6-12　矩形网式回风口图6-13　活动篦板式回风口6.2　燃料燃烧时的热质交换6.2.

4、1　气体燃料的燃烧方法6.2.2　液体燃料的燃烧方法6.2.3　固体燃料的燃烧方法6.2.1　气体燃料的燃烧方法1.扩散式燃烧2.部分预混式燃烧3.完全预混式燃烧4.燃烧的强化1.扩散式燃烧(1)扩散式燃烧的机理　在这种燃烧方式中，气体燃料一边燃烧，一边与空气混合，燃烧速度慢，火焰较长、较明亮，并且有明显的轮廓，所以又称有焰燃烧。(2)扩散式燃烧的火焰　火焰长度与燃气流出火孔的速度有关，如图6-15所示为不同状态下火焰长度的变化情况，图中横坐标为燃气从喷口中流出的速度，纵坐标为火焰长度。(3)扩散燃烧的稳定性　燃烧

5、的稳定性是指燃烧过程不发生脱火、回火和光焰现象。(4)扩散式燃烧的特点　扩散燃烧的优点是燃烧稳定，不会发生回火现象；脱火极限值很大，不易脱火，易于着火燃烧。图6-14　层流扩散火焰的结构1—外侧混合区(燃烧产物+空气)2—内侧混合区(燃烧产物+燃气)—燃气浓度　—燃烧产物浓度　—氧气浓度图6-15　不同状态下的扩散火焰长度1—火焰长度终端曲线2—层流火焰终端曲线图6-16　扩散火焰的温度分布图6-17　脱火极限曲线1—天然气　2—焦炉煤气2.部分预混式燃烧(1)部分预混式燃烧的机理　在一般情况下，根据气体燃料

6、的性质，一次空气系数取α′=0.4～0.7。(2)部分预混层流火焰的稳定性　部分预混式燃烧会出现脱火和回火现象。(3)部分预混合紊流火焰的稳定性　由于预混紊流火焰比层流火焰明显缩短，焰面由光滑变为皱曲，其火焰结构如图6-20所示。(4)部分预混式燃烧的特点　部分预混式燃烧由于预混了部分空气，所以燃烧温度和燃烧的完全程度有所提高；当选取适宜的一次空气系数时，燃烧过程仍属稳定。图6-18　本生火焰图图6-19　天然气和空气的混合物的燃烧稳定范围1—光焰曲线　2—脱火曲线　3—回火曲线4—光焰区　5—脱火区　6—回火区图

7、6-20　紊流火焰的结构1—焰核　2—焰面　3—燃尽区图6-21　用辅助火焰作点火源1—燃烧器火孔　2—小孔　3—环形缝隙3.完全预混式燃烧(1)完全预混式燃烧的机理　燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀，即α=α′≥1，并在专门设置的火道，使燃烧区内保持稳定高温的一种燃烧方法。(2)完全预混式燃烧火焰的稳定性　由于α=α′≥1，因此燃烧的稳定范围减小了，而燃烧的完全程度却提高了。(3)完全预混式燃烧的特点　完全预混式燃烧的优点是：热强度非常高，每立方米燃烧室容积每小时可达(4.186～41.86)×108J

8、，相当于扩散燃烧法的100～1000倍；燃烧温度高，接近于理论燃烧温度；燃烧的完全程度高，几乎不存在化学未完全燃烧；燃烧过程的过剩空气量很少，一般α=1.05，热效率非常高；但燃烧火焰的稳定性较差，容易产生脱火和回火现象。图6-22　无焰燃烧工作原理1—混合物扩张区　2—火道边界3—回流区　4—回流边界表面—喷口直径　D—火道直径图6-23　火道中的温度变