第16章 部分预混燃烧的模拟gg

16.部分预混燃烧的模拟

FLUENT提供了一个模拟部分预混燃烧的模型，它是基于14章讲述的非预混燃烧模型和15张讲述的预混燃烧模型的。关于部分预混燃烧模型按以下章节介绍：

16.1概述和局限

16.2理论

16.3使用部分预混模型

16.1概述和局限

16.1.1概述

部分预混燃烧系统，是带有不均匀燃料——氧化剂的混合物的预混燃烧火焰。这种部分预混火焰的情形如，预混的混合物喷射到静止的大气中，带有扩散引导火焰或者冷却气喷嘴的贫油预混燃烧，以及不完整的混合进口的贫油预混燃烧室。

FLUENT提供的部分预混模型是非预混模型（14章）和预混模型（15章）的简单结合。预混反应进度变量c，决定火焰前锋的位置。在焰锋后（c＝1），混合物是燃尽的，所以采用平衡或者…..的求解方案；在焰锋（c＝0）前，组份质量分数、温度、密度通过未燃烧混合物计算。火焰内部（0

16.1.2局限

非预混和预混模型的基本理论、假设以及各自的局限，直接应用于部分预混模型。特别地，single-mixture-fraction方法只适用于两个进口的情况，这2进口可以是纯燃料、纯氧化剂，或者燃料和氧化剂的混合物。two-mixture-fraction模型的情况下，进口数目限制延展到三个，但是将带来较大的计算量。更多信息，请参考14.1.1和15.1.2。

16.2理论

部分混合模型，通过求解一个输运方程来求平均反应进度（以决定焰峰的位置），和混合物组

份方程和。火焰前方（c＝0），燃料和氧化剂是混合的但未燃烧，火焰后边（c＝1）混合物是燃尽了的。

16.2.1标量的计算

平均标量（如组份质量、温度和密度），用表示示，是通过计算f和c的概率密度函数（PDF）：

在薄火焰的假设下，于是只有未燃反应物和已燃产物存在，平均标量取决于

这里下标b和u分别表示已燃和未燃。

已燃部分的标量，φb，是混合物的函数，通过组分燃料质量f和氧化剂质量（1－f）并使混合物平衡φb。当非绝热混合物和／或考虑层流的时候，φb依然是热焓和／或应力的函数，但是这

并不改变基本公式。未燃部分的标量，φu，类似地通过组合燃料质量f和氧化剂质量（1－f）来计算，但是混合物没有反应。

就像非预混模型一样，化学计算和为已燃混合物PDF，在prePDF里面执行，FLUENT已经构建了向上层工作台供使用。

在未燃混合物里忽视了湍流波动（PDF）和非绝热的影响，所以平均未燃物的标量只是的

函数。这些假设对大多数部分预混燃烧了流动是有效的，做这些假设是为了减少内存需求。未燃的密度、温度、组份质量百分数、比热和热扩散（指示φ）在prePDF里面用最小二乘法拟合

成的三阶多项式。

由于未燃物标量是平滑变化、并是的缓慢变化函数，这些多项式拟合通常很精确。在prePDF

里面，用户有权改变这些多项式，如果你要改变它们。

16.2.2层流火焰速度

反应进度模型需要层流火焰速度（公式15.2-4），层流火焰速度取决于混合物组份、温度以及压力。对很好地预混合系统如15章里的，反应流有一种混合物，层流火焰速度在整个火焰域里近似为常数。然而，在部分预混系统里，层流火焰传播速度将随着反应混合物（平很比）的变化而变化，这种变化必须考虑。

精确的层流火焰速度理论上很难确定，通常是通过试验或者一维摸拟计算出来。prePDF使用拟合曲线Goyygens［89］来获得层流火焰速度。这些曲线是为氢气、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷和丙烷燃烧火焰设计的。进口油气比从贫油极限到化学恰当比、未然物温度从298k到800k，压力从1到40bars的情况下，这些假设都是有效的。

prePDF把曲线拟合成为分段线性多项式。富油极限和贫油极限下的油气比也可以确定，并转化为混合物百分比。混合物如果比贫油极限更贫油或者比富油极限更富油的话，将不会燃烧，将

出现0火焰速度。这要求输入数值10倍层流火焰速度。层流火焰速度的最小和最大的极限

就是输入的第一个和最有一个数值。

！！这些火焰速度对于燃料是纯H2, CH4, C2 H2, C2 H4, C2 H6, 和C3 H8是比较精确的。如果氧化剂不是空气或者有其它的的燃料，那么这种曲线拟合是不正确的。虽然prePDF缺损是甲烷空气混合物，层流火焰速度多项式和富油或者贫油状态下最可能不正确。层流速度多项式应该由其它项决定，比如别的一些相关文献介绍的测量方法或者详细的1维模拟，然后输入到prePDF。

16.3使用部分预混燃烧模型

设置和求解部分预混燃烧问题，结合部分非预混和部分预混的设置。16.3.1中给出了这个过程的大致轮廓，同时还有相应的关于到预混和非预混章节里去查询细节的相关信息。部分预混燃烧模型的特殊的输入，在16.3.1和16.3.2中介绍。

16.3.1设置和求解步骤

1、用prePDF生成一个PDF的查询表。你可以跟着非预混燃烧章节里，14.3.1或者14.4.6讲述的步骤进行设置，在define case面板里，打开partially premixed model选项。

Setup Case...

！！如果prePDF有警告你，在查询计算阶段，任何关于计算层流火焰速度的函数、计算未燃密度、温度、比热和热扩散率的参数，超出范围的参数都是有效的，你必须在保存PDF文件前改变多项式系数或者分段线性点的系数。

Display Partially Premixed Properties...

细节请参阅16.3.2。

2、读入网格文件到FLUENT，并设置好其它你计划采用的与部分预混燃烧模型相关的模型（湍流、辐射等）

3、激活部分预混燃烧模型

（a）打开Species Model 面板里的Partially Premixed Combustion 模型。

Define Models Species...

（b）如果必要，改变Species Model面板里的Model Constants（模型常数）。这些对于预混燃烧模型来说是永恒的常数，很多情况下，你不必改变他们的缺损值。详细情况参见15.3.2 （c）点击Species Model面板上的OK后，指定包含你在prePDF里生成的查询图表的PDF 文件名，并把它读入FLUENT。

4、定义计算域内未燃物质的物理特性

Define Materials...

FLUENT将自动地为层流火焰速度选择prepdf-polynomial 函数，指示PDF的查询表的分段线性多项式函数将用来计算层流火焰速度。有可以选择用户自定义函数而不是分段线性多项式函数。参见15.3.4，有关于设定未燃物的其它特性的详细资料。

5、设定进出口的火焰进度变量（c）和平均混合物百分数（）和其变异（）。（对于那些包含多个进口的，你必须为平均次要进口部分分数定义边界条件以及其变异量）

Define Boundary Conditions...

参见14.3.3节，查看关于指导如何设定混合物分数和变异量条件，以及进口热流量和速度进口。

！！如果你在PDF里面定义燃料为进口预混组分，那么你应该设定set 和。如果

第定义的是纯燃料，那么你必须设定正确的化学恰当比( )，和进口处的

。

6、初始化进展变量

Solve Initialize Patch...

详见15.3.6节。

7、求解物理问题并执行后处理

参见14.3.3节，详见关于设定求解参数的指导。（这些指导是为非预混燃烧计算的，但是也相应适合于部分预混燃烧）。

16.3.2在prePDF里改变未燃物组分的特性多项式

对于未燃物，prePDF计算温度、密度、热容量、热扩散作为平均组分百分数的函数，（公式

16.2-3）和层流火焰速度作为的分段多项式函数。

未燃物温度，密度，热容，热扩散是通过CHEMKIN数据库［125］里的热动力和输运特性计

算的。由于它们都是平滑的和的缓慢变化的函数，所以多项式拟合的处理通常非常精确。

但是，就像在16.2节里说的，层流火焰速度取决于化学动力学的细节和分子输运特性，不是直接在prePDF里计算得来。相反，详细模拟得到的火焰速度，做了曲线拟合。这些拟合只局限于这些燃料H2, CH4, C2 H2, C2 H4, C2 H6, 和C3 H8，空气为氧化剂，贫油极限恰当比为1，未燃物温度从298～800k，压力从1～40bar。如果拟的参数调在这些范围外，prePDF将会在你计算查询表时警告你。在这种情况下，必须在部分预混模型特性面板（图16.3.1）里改变分段线性点的的取值，然后再保存PDF文件。

Display Partially Premixed Properties...

图16.3.1：prePDF里的部分预混模型特性面板

对每一个的多项式函数（密度，温度，比热和热扩散），你可以指定c0、c1、c2和c3的值（公

式16.2-3里的多项式系数）。

也可以对10个不同点指定分段线性混合物百分数（f）和相应的层流火焰速度（sl）。第一个指定的点是下限，最后一点是上限。在上下限范围以外，层流火焰速度是常数并等于极限值。

同时注意，你可以为层流火焰速度选择用一个用户自定义函数，这时分段线性拟合就是无关的了。

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧实用版

YF-ED-J8353 可按资料类型定义编号 燃气燃烧方法——部分预混式燃烧实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

燃气燃烧方法——部分预混式燃 烧实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～ 1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种 燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本 生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷 出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预 混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火

焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧(正式版)

文件编号：TP-AR-L5207 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 燃气燃烧方法——部分 预混式燃烧(正式版)

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之 间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种燃烧方法 称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。 如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射 入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口 喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分

空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合

预混燃烧

一、预混燃烧的基本介绍 1.贫燃预混燃烧的介绍 贫燃预混燃烧是在保证燃料充分燃烧的情况下，增大空气的供给量，从而降低燃烧 室的温度，满足较低的污染物排放标准（可以做到低NOx的排放）。但是与常规的扩散燃烧技术相比，贫燃预混燃烧是在偏离正常化学当量比下进行的，这就会产生燃烧的不稳定性（主要包括回火以及振荡燃烧），严重阻碍了贫燃预混燃烧技术的发展。 维持贫燃预混燃烧室内的正常燃烧，其关键就在于避免火焰的吹熄与振荡燃烧。 火焰吹熄现象是因为燃烧室内当量比被控制在接近贫燃熄火极限，以便尽量降低火焰温度以及的排放，而在这种燃烧状况下，火焰传播速度很低，在相对高速的火焰流场中，会导致火焰的熄灭现象，这种现象发生的时间很短，被称为静态不稳定。 因此要避免火焰吹熄，维持预混火焰的稳定燃烧，关键就在于保持火焰燃烧速度与流场速度的平衡，可从以下两种方法着手：①提高燃烧速度；②降低燃气供给速度。提高燃烧速度可使用端流产生器提高火焰瑞流强度，而降低燃气平均速度可以通过减少燃气供给做到，但是燃机的总效率也会下降，通常采用在燃烧室内安装钝体稳焰器或在燃烧室避免加工凹槽形成局部低速区域，使火焰燃烧速率与流场速率均衡，以便维持火焰的燃烧。另外除上述方法外，旋流因为其特殊的流动特性，也常用于稳定湍流火焰。 预混燃烧的不稳定受燃料种类、进气温度、燃料一空气过量空气系数、燃烧室几何参数、燃烧室温度以及压力等众多参数的影响。 按压力振荡频率可将燃烧不稳定分为：低频振荡、中频振荡、高频振荡。按照压力振荡涉及的燃烧系统部件可以将其定义为三类：燃烧系统不稳定、燃烧室腔体不稳定以及固有燃烧不稳定。根据燃烧系统内不同扰动间的相互关系，可将燃烧不稳定分为受迫燃烧不稳 定和自激燃烧不稳定，也可称为受迫振荡和自激振荡。 二、国内外研究现状及进展 Lieuwen等人对预混燃烧室内的燃烧不稳定性进行了理论和实验研宄，将预混燃烧室分为进口区域、燃烧区域以及燃烧产物区域三个部分，用“完全撞拌反应器”模型（WSR）对当量比波动引起燃烧热释放波动的机理进行了描述和分析。 Hirsch等人对旋流预混燃烧进行了研究并建立了火焰模型，流场模型结果如图1所示，将涡方程加入到火焰模型中，提出了一种新的预混旋流火焰的火焰传递函数描述方法，可以描述不同类型旋流燃烧室传热规律，并解释了热释放脉动与速度脉动间的关系。 Russ等人对预混旋流燃烧的火焰模型进行了研究，分析了燃气温度、燃气混合当量比波动以及燃烧室压力脉动等因素与燃烧热释放脉动之间的关系，提出了稳定燃烧的范围。Cohen和Anderson以贫燃预混燃烧室为对象进行了实验研究。研究发现：预混气体当量比

燃气燃烧方法部分预混式燃烧

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之间，预先混入了一 部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供 给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混 合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由 燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而 有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，

是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。 蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。 层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。 静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度 sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余弦定律：

第15章 预混燃烧模拟

第十五章预混燃烧模拟FLUENT有一个预混湍流燃烧模型，基于反应过程参数方法。有关这一模型的内容按以下节次给出： ●15.1 概述和限制 ●15.2 预混燃烧模型 ●15.3 使用预混燃烧模型 15.1 概述和限制 15.1.1 概述 在预混燃烧中，燃料和氧化剂在点火之前进行分子级别的混合。火焰前锋传入未燃烧的反应物产生燃烧。预混燃烧的例子有吸气式内燃机，稀薄燃气轮机的燃烧器，气体泄露爆炸。 预混燃烧比非预混燃烧更难以模拟。原因在于（亚音速）预混燃烧通常做为薄层火焰产生，并被湍流拉伸和扭曲。火焰传播的整体速率受层流火焰速度和湍流涡旋控制。层流火焰速度由物质和热量逆流扩散到反应物并燃烧的速率决定。为得到层流火焰速度，需要确定内部火焰结构以及详细的化学动力学和分子扩散过程。由于实际的层流火焰厚度只有微米量级或更小，求解所需要的开销是不可承受的。 湍流的影响是使传播中的层流火焰层皱折、拉伸，增加了薄层的面积，并因此提高了火焰速度。大的湍流涡使火焰层皱折，而小的湍流涡，如果它们比层流火焰的厚度还小，将会穿过火焰层并改变层流火焰结构。 与之相比，非预混燃烧可以极大地简化为一个混合问题（例如，14.1节中介绍的混合物组分方法）。预混燃烧模拟的要点在于捕获湍流火焰速度，它受层流火焰速度和湍流的影响。 在预混火焰中，燃料和氧化剂在进入燃烧设备之前已经紧密混合。反应在燃烧区发生，这一区域将未燃烧的反应物和燃烧产物隔开。部分预混火焰具有预混和扩散火焰两方面的性质。它们发生在有额外的氧化剂或燃料气流进入预混系统，或是当扩散火焰离开燃烧器以在燃烧前产生某些预混的情况。 预混和部分预混火焰FLUENT的有限速率公式(见13章)模拟。还可以参阅16章了解更多有关FLUENT部分预混燃烧模型方面的信息。如果火焰是完全预混合的，则只有一股具有单一混合比的气流进入燃烧器，可以使用预混燃烧模型。 15.1.2 限制 在使用预混燃烧模型时有以下限制： ●必须使用非耦合求解器。预混燃烧模型在两种耦合求解器中都不能得到。 ●预混燃烧模型只对湍流、亚音速模型有效。这一类型的火焰成为爆燃。在爆炸中， 可燃混合物被冲击波后面的热量点燃，这一类型的燃烧可以使用非耦合和耦合求解 器用有限速率模型模拟。有关限速率模型见13章。 ●预混燃烧模型不能和污染物（如碳烟和NOx）模型一起使用。但完全预混系统可以 用部分预混模型（见16章）模拟。 ●不能用预混燃烧模型模拟反应的离散相粒子。只有惰性粒子可以使用预混燃烧模 型。 15.2 预混燃烧理论 湍流预混燃烧模型基于Zimont等人的工作[275，276，278]，涉及求解一个关于反应过

全预混空气燃烧方法的技术条件

全预混空气燃烧方法的技术条件 杨波120121605 摘要以全预混空气燃烧为研究对象，采用实验研究的方法，得出实验结论，研究结果表明全预混空气燃烧方法的技术条件为三个,天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、电力、城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。随着西气东输全面实施，我国的天然气工业将进入一个快速发展阶段。然而天然气燃烧热之高，污染排放物少，但是在正常的燃烧条件下仍排放大量的NO X、CO以及SO2.研究表明，天然气催化燃烧技术不仅可以提高燃烧率，而且可以有望从根本上改善天然气燃烧的污染物排放问题。 关键词全预混空气大气式燃烧 0引言 我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,环境污染问题反应强烈。节能减排势在必行。建设资源节约型和环境友好型社会的主体,应从多方面着手,积极主动开展工作,全面完成各项节能减排任务,促进能源与环保协调发展,走可持续发展的新型工业化道路，因此必须采用清洁能源。 1燃气燃烧方法发展趋势 人们是从扩散燃烧现象发现气体燃料(天然气)的。开始人们还以为是神火而顶礼膜拜，形成所谓“拜火教”。我国是世界公认的利用天然气最早的国家。早在公元前250 年我们的祖先在四川就知道用天然气的扩散燃烧方法煮盐。后来过了2000多年，被称为“燃气工业之父”的苏格兰工程师默克多才用焦炉气的扩散火焰来照明。当时在181 3年新年除夕之夜，在英国的惠斯顿大桥上两排燃气灯一起照明，结束了靠蜡烛、油灯照明的日子。这也是当时科技界辉煌的成就。燃气灯照明的好景并不常，当爱笛生发明了电白炽灯后，燃气灯几经全力与电竞争照明市场。结果无论在技术上，还是在经济上都竞争不过电白炽灯。在市场经济规律的驱使下，燃气灯不得不让出绝大部分的照明市场。后来还是大气式燃烧的本生火焰为燃气指出了向热能方向发展的道路。由于大气式燃烧方法使燃气燃烧比较完全，易点火，污染少，使用简单，来源充足，价格便宜，运送方便，结果逐步代替了煤，成为城市三大能源之一。随着技术的发展与人们对环境的要求越来越高，人们发现大气式燃烧方法有许多不可避免的缺点，国内外燃气工作者开始进一步研究全一次空气预混燃烧方法及适应这种燃烧方法的燃具。本文目的在介绍各种燃烧方法的特点的基础上，重点论述全预混空气燃烧方法主要特点及这种燃烧设备所需的技术条件。2 扩散式燃烧方法 这是一种最简单的燃烧方法。在燃烧以前，燃气与空气不混合，燃气自火孔流出后，靠扩散与空气混合燃烧。这种燃烧方法有简单，容易点火，不会回火，燃烧稳定，燃具结构简单等优点。但是对于需要空气多的高热值燃气(天然气、液化石油气)，靠层流扩散是达不到完全燃烧的要求的，具体的缺点是烟气中CO含量比较高，燃具的体积比较大。为此所有的民用燃具大部分淘汰了扩散式燃烧方法。但是，层流扩散式燃烧方法也有其不可忽视的优点。例如这种燃烧方法的稳定性比较高，没有回火，不容易离焰。由于在燃烧过程中温度不高，氧气浓度低，所以没有产生NOx的条件，其燃烧产物中几乎没有NOx。相反在这种条件下，CO却容易产生。为此在采用这种燃烧方法时必须充分考虑有足够的燃烧空间。目前我国还有不少使用低热值人工燃气的地区，如果采用大气式燃烧方法火焰达不到稳定时，可以考虑采用扩散式燃烧方法。 强制鼓风扩散燃烧方法多用于工业炉上的工业燃烧器。采用这种燃烧方法需要合理地组织空气与燃气混合，避免产生大量的NOx与CO。 3 部分预混空气(大气式)燃烧方法 预先混入部分空气的大气式燃烧方法与扩散式燃烧方法相比有燃烧完全、火焰短、热强度大的优点。但是这种燃烧方法有回火的可能，也会离焰与

使用非预混燃烧模型

《数值计算与工程仿真》专刊—FLUENT HELP 算例精选中文版（二）
算例 13
引言
使用非预混燃烧模型
煤粉燃烧的模拟包括气相连续流场的建模和它与煤粒非连续相的作用的建 模。穿过气体的煤粒会挥发燃烧并成为与气相反应的燃料源。反应可以用组份 输运模型（the species transport）或模型（the non-premixed combustion）模拟， 在本指南中你将用非预混燃烧模型模拟简单煤粉燃烧炉中的化学反应。 在本指南中你将学会： 1.怎样用 prePDF 预处理程序为煤粉燃料准备 PDF 表格。 2.怎样为非预混燃烧化学模型定义输入条件。 3.怎样定义煤粒的非连续相。 4.怎样解决包含非连续相煤粒的反应的模拟。 非预混燃烧模型用这样的一种建模方法：用一个或二个守恒量，即混合分 数求解输运方程。多种化学组份，包括基团和中间产物组份可能被包含在对问 题的定义当中，而且它们的浓度将来至于混合分数分布的预测。组份的特性参 数是通过化学数据库获得。湍流化学反应是用 Beta 或者双 delta 概率密度函数 来模拟的。关于非预混燃烧模拟方法的更多细节请参看使用手册。
前提条件
本指南是建立在你已经熟悉 FLUENT 的菜单结构并且已经做完指南 1 的基 础上的。因此在建立过程中的一些步骤和解决过程将被省略。
问题描述
本指南中用的煤燃烧系统为一简单的 10m*1m 的二维管道， 如图 13.1 所示。 因为是对称的，所以只模拟宽度方向上的一半区域。2D 管道的进口分为两股流 动。管道中心附近的高速流速度为 50m/s，宽度为 0.125m。另一股流的速度为 15m/s， 宽度为 0.375m.两股流都为 1500K 的空气。 煤粒在高速流的附近以 0.1kg/s
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https://www.wendangku.net/doc/3f2154457.html,

燃气燃烧方法—完全预混式燃烧

安全管理编号：LX-FS-A99325 燃气燃烧方法—完全预混式燃烧 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

燃气燃烧方法—完全预混式燃烧 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预混式燃烧或无焰式燃烧。 这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。 完全预混燃烧的主要特点有： (1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可以小一些，一般为1．02～1．05； (2)燃烧速度快。容积热强度Qv比有焰燃烧时要大l00～1000倍之多；

第16章 部分预混燃烧的模拟gg

16.部分预混燃烧的模拟 FLUENT提供了一个模拟部分预混燃烧的模型，它是基于14章讲述的非预混燃烧模型和15张讲述的预混燃烧模型的。关于部分预混燃烧模型按以下章节介绍： 16.1概述和局限 16.2理论 16.3使用部分预混模型 16.1概述和局限 16.1.1概述 部分预混燃烧系统，是带有不均匀燃料——氧化剂的混合物的预混燃烧火焰。这种部分预混火焰的情形如，预混的混合物喷射到静止的大气中，带有扩散引导火焰或者冷却气喷嘴的贫油预混燃烧，以及不完整的混合进口的贫油预混燃烧室。 FLUENT提供的部分预混模型是非预混模型（14章）和预混模型（15章）的简单结合。预混反应进度变量c，决定火焰前锋的位置。在焰锋后（c＝1），混合物是燃尽的，所以采用平衡或者…..的求解方案；在焰锋（c＝0）前，组份质量分数、温度、密度通过未燃烧混合物计算。火焰内部（0

各种全预混燃烧冷凝热水锅炉特点对比表 (1)

各种全预混燃烧冷凝热水锅炉特点对比表 市场上全预混冷凝热水锅炉较多，其燃烧方式均采用全预混式燃烧，产品的主要区别主要是锅炉本体材质和结构上的不同，分类如下： （1）【硅铝镁合金材质】铸造、组合、吸热椎逆流式冷凝结构；代表产品：卡吉斯.康丹森\CGCB崇光\蒂洛普等 （2）【不锈钢材质】焊接式、直管或盘管或回程式冷凝结构；代表产品：威博特\玛斯特\欧科\依奇等 （3）【不锈钢和铝合金负荷管材质】焊接式、直管式冷凝结构；代表产品：皓欧等 （4）【铜翅片管材质】焊接式、直流式结构；代表产品：史密斯\裂骑\康玛斯等 比较项目全预混、硅铝镁合金全预混、不锈钢全运混、钢铝复合管全预混、铜翅片 1.材质强度硅铝镁合金 强度高不锈钢 强度高 钢铝复合 强度高 铜翅片 强度一般 2.导热性好 纯铝：236/M.℃ 铝合金：162/M.℃ 一般 纯铁：81.1/M.℃ 碳钢：49.8/M.℃ 一般 纯铁：81.1/M.℃ 碳钢：49.8/M.℃、铝合金：162/M.℃ 较好 纯铜：398W/M.℃ 黄铜：109M.℃ 3.耐腐蚀性耐腐蚀耐腐蚀耐腐蚀不耐腐蚀 4.冷凝结构铸造一体组合 导热椎、逆流换热 焊接 直管或盘管或回程结构 复合、焊接 直管或回程结构 挤压翅片、焊接 直流式结构 5.冷凝效果好 （全冷凝型） 一般 （全冷凝型和近冷凝型） 一般 （全冷凝和近冷凝型） 一般 （近冷凝型为主） 6.本体尺寸最小 （材质导热性好） 较大 （材质导热性差） 较大 （材质导热性一般） 较大 （材质导热性好） 7.焊口开裂或符合管开裂现象无经常开裂 导热性差，受热面热聚集、钢材 形变加大、反复冲击焊口 开裂现象 钢铝复合管，导热系数和膨胀系数差 异，复合管分层开裂。 无 但有烧塌现象 8.水流平衡较好 （单体功率大，组合少） 较差 （单体小，组合巨大） 较好 （单体功率大，组合少） 较好 （单体功率大，组合少） 综合结论/建议最佳/首选——————

燃气燃烧方法—完全预混式燃烧参考文本

燃气燃烧方法—完全预混式燃烧参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

燃气燃烧方法—完全预混式燃烧参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通 过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预 混式燃烧或无焰式燃烧。 这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速 度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气 一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。 完全预混燃烧的主要特点有： (1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可 以小一些，一般为1．02～1．05； (2)燃烧速度快。容积热强度Qv比有焰燃烧时要大 l00～1000倍之多；

(3)燃烧高温区比较集中。而且由于所用的过剩空气量少，所以燃烧温度也比有焰燃烧要高； (4)由于燃烧速度快，燃气中碳氢化合物来不及分解，火焰中的游离碳粒比较少，所以火焰的黑度比有焰燃烧时小，火焰辐射能力较弱； (5)因为燃气与空气要预先混合，所以它们的预热温度不能太高。原则上不能高于可燃混合气体的着火温度，实际上一般都控制在350～500℃以下； (6)为了防止脱火和发生回火爆炸，烧嘴的燃烧能力不能太大。进行完全预混燃烧的条件除在燃烧前将一定比例的燃气与空气均匀混合外，还需设置专门的火道或网格等以保持燃烧区稳定的高温。 完全顶混式燃烧的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。工业上的完全预混式燃烧器，常常用一个紧接的火道来稳焰。图3—5—12所示为火道中火焰的稳定。来自燃

燃气燃烧方法部分预混式燃烧

燃气燃烧方法部分预混式燃烧 燃气燃烧时，一次空气过剩系数a‘在0?1之间，预先混入了一 部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃 烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面， 是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近

似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。 蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。 层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。 静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度 sn（其方向指向锥体内部）与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即 对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余 弦定律： sn二vn二vcos? (5 —5)

全预混燃气燃烧技术

全预混燃气燃烧技术 一、技术名称：全预混燃气燃烧技术 二、适用范围：通用于工业燃烧加热工序 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 素烧窑流量改造前天然气平均流量为2516 m3/h。 四、技术内容： 1.技术原理 燃烧效率取决于可燃物与助燃物的混合状态。当前，燃烧装置普遍采用各种调节阀或装置控制燃料与空气达成一定比例的供量，然后在燃烧室进行混合及燃烧，这种方式受到空间（扩散混合需要足够空间）及时间（燃烧速度与扩散速度匹配）的限制。而预混式技术是将燃料与空气在进入燃烧室喷嘴前进行完全混合，经过预混腔将气体分子充分搅散混合，使得混合更完整，从而使燃烧速度不再受限于气体扩散速度等物理条件，燃烧速度更快、效率更高。 2.关键技术 自动化预混控制技术，保证混合比例精确，同时保证工作安全，不会产生回火现象。 3.工艺流程 以调节阀控制燃气流量作为火力调节，同时考虑实际使用状况的压力波动，在气路配置压力传感器，综合流量、压力讯号后自动

匹配调整变频风机送风量，保证进气比例精确。燃气及空气进入预混腔体进行预混，有效提升混合效果，同时将燃气及空气的压力、流速经预混腔达成一致，避免出口速度不等的情况发生。经分流火孔喷出后燃烧，由于已完成精确比例混合，燃烧完全，燃烧速度快，火焰温度高。 原理图和工艺流程见图1、图2。 图2 预混式燃烧工艺流程图 五、主要技术指标： 1）排烟温度为167～172℃，比国外同类产品低27％； 2）排烟处过剩氧容积百分比可达2％～2.7％，是国外技术的

26％（国外为9.2％～9.4％）； 3）热效率为88.1％（国外为83.5％），可节气6％。 六、技术应用情况： 2005 年通过江苏省节能技术中心检测和苏州市科学技术成果鉴定，达到国内先进水平，节能效果明显。2006 年纳入江苏省火炬计划项目。目前该技术已应用于多条陶瓷窑炉、熔铝炉、固碱炉等燃烧加热设备。 七、典型用户及投资效益： 典型用户：广东佛山新明珠集团、元泰有色金属(苏州)有限公司广东佛山新明珠集团。建设规模：7 万吨/年大锅法固体烧碱。主要改造内容：将后混式烧嘴改造更换为预混式燃烧器。节能技改投资额500 万元，建设期2 年。年节能2100tce，取得节能经济效益252 万元，投资回收期2 年。 八、推广前景和节能潜力： 预混燃烧技术相较于传统扩散式或大气式等后混燃烧方式而言，燃烧速度快、效率高、燃烧完全、废弃物少。全预混式燃气燃烧技术应用在有色金属熔化工艺，可节能17.6％，效率提升27.2％；应用在陶瓷烧制工艺，可节能26.82％；应用在化工固碱提 炼工艺，可节能11.38％，效率提升14.26％，产量增加17.44％。相比于工程浩大的余热回收系统、隔热保温系统等，利用预混燃烧系统进行改造，项目投资较小，节能效益更显著。预计到2015 年可在化工烧碱行业推广至50％，形成节能能力约6 万tce/a。

第14章 非预混燃烧模拟

第十四章非预混燃烧模拟 Chapter 14. Modeling Non-Premixed Combustion 在非预混燃烧中，燃料和氧化剂以相异流进入反应区。这与预混燃烧系统截然不同。在预混燃烧系统中，反应物在燃烧以前以分子水平混合。非预混燃烧的例子包括甲烷燃烧、粉煤炉和内部燃烧柴油（压缩）发动机。 在一定假设条件下，热化学可被减少成一个单一的参数：混合分数。混合分数，用f表示，是来自燃料流的质量分数。换句话说，混合分数就是在所有组分（CO2、H2O、O2等）里，燃烧和未燃烧燃料流元素（C、H等）的局部质量分数。因为化学反应中元素是守恒的，所以这种方法极好。反过来，质量分数是一个守恒的数量，因此其控制输运方程不含源项。燃烧被简化为一个混合问题，并且与近非线性平均反应率相关的困难可以避免。一经混合，即可用层流小火焰（laminar flamelet）模型将化学反应模拟成为化学平衡或近化学平衡。 模型包括以下几个部分： 14.1：平衡混合分数／PDF模型（Description of the Equilibrium Mixture Fraction/PDF Model）； 14.2：非预混平衡化学反应的模拟方法（Modeling Approaches for Non-Premixed Equilibrium Chemistry）； 14.3：非预混平衡模型的用户输入（User Inputs for the Non-Premixed Equilibrium Model）； 14.4：层流小火焰模型（The Laminar Flamelet Model）； 14.5：在prePDF数据库中添加新种类（Adding New Species to the prePDF Database）； 14.1：平衡混合分数／PDF模型 非预混模拟方法包括解一或两个守恒量（混合分数）的输运方程。不解单个组分方程。取而代之的是每个组分的浓度用预混分数场得到。热化学计算在prePDF中进行，并列成表以便于在FLUENT中查询。紊流和化学的相互作用考虑为一个概率（几率）密度函数（PDF）。 关于非预混混合分数／PDF模型的信息在以下分节中讲述： 14.1.1：非预混方法的优点和局限（Benefits and Limitations of the Non-Premixed Approach）； 14.1.2：非预混方法的细节（Details of the Non-Premixed Approach）； 14.1.3：非预混模拟的限制和特有案例（Restrictions and Special Cases for Non-Premixed Modeling）； 见14.2：模拟和解决顺序的回顾，以及14.3；应用模型指导。 14.1.1非预混方法的优点和局限 非预混方法的优点（Advantages of the Non-Premixed Approach）：非预混模拟方法已被明确用于模拟进行快速化学反应的紊态扩散火焰的研究。对这样的系统，该方法有许多点优于第十三章中描述的有限率公式。非预混

预混燃烧

预混燃烧器 1.什么是燃烧 2.什么是预混 3.预混燃烧器实例图 4.预混燃烧系统 5.防回火装置 6.预混燃烧器系统PID图 1.什么是燃烧 燃烧的化学反应 燃烧的基本条件：燃烧反应需要燃料、氧气，可燃性气体的浓度在着火浓 度界限内，点火源。 燃烧中最基本的二个元素是碳和氢 C+O2—>CO2+热 2H2+O2—>2H2O+热 对天然气，化学反应如下： CH4+2O2—>CO2+2H2O+热 空气的成份： 空气的主要成份为21%的氧气和79%的氮气。氧气和氮气的比例大致为 1:4。 对天然气： CH4+2O2+8N2─>CO2+2H2O+8N2+1,000B tu 热量 1 立方英尺的甲烷+10 立方英尺的空气可产生1,000Btu 热量 对丙烷： 总之，在燃烧反应中每消耗一个立方英尺的空气可产生1,00Btu 热量，此特性与燃料品种 无关。 空气消耗系数（空燃比） 通常燃烧反应的空气消耗系数（空燃比）如下： 燃料品种空燃比 天然气10：1 2.什么是预混 燃烧器可分为：预混烧嘴，内混烧嘴和部分预混烧嘴 预混系统的作用：在烧嘴和点火点之前完成一次空气和气体燃料的混合。 也就是说，空气和燃气在进入烧嘴之前已经混合成为可燃气体。 预混合气的流量应考虑以下因素： a.可燃性气体与空气混合物的着火极限 b.火焰传播速度 c.混合压力 d.调节比 保证完全预混式燃烧的条件 1.燃气和空气在着火前预先按照化学当量比混合均匀 2.设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温

在以上条件下，燃气-空气混合物到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。火焰很短，甚至看不到，所以又称为无焰燃烧。 预混燃烧器的火焰通常较短，火焰强度较高。 预混燃烧器尤其需要防止回火！！ 预混合烧嘴的调节比 调节比即烧嘴最大输出功率与最小输出功率之比值，对于一个定型的烧嘴其调节比是有限 的。对预混烧嘴大部分调节比为5:1，最大不超过10:1 预混系统的优点： 形成短火焰，火焰温度高，延展性好，使用集中的预混合系统可简化燃烧系统的管路。预混系统的缺点： 存在回火的可能性，调节比有限，空气/燃料比受限，难于应用在燃油烧嘴上。 3.预混燃烧器图片 预混燃烧器 4.简易预混燃烧器实例图

14、全预混燃气燃烧技术

全预混燃气燃烧技术 技术名称： ：全预混燃气燃烧技术 一、技术名称 ：通用于工业燃烧加热工序 适用范围： 二、适用范围 ： 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状 与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 素烧窑流量改造前天然气平均流量为2516 m3/h。 ： 技术内容： 四、技术内容 1.技术原理 燃烧效率取决于可燃物与助燃物的混合状态。当前，燃烧装置普遍采用各种调节阀或装置控制燃料与空气达成一定比例的供量，然后在燃烧室进行混合及燃烧，这种方式受到空间（扩散混合需要足够空间）及时间（燃烧速度与扩散速度匹配）的限制。 而预混式技术是将燃料与空气在进入燃烧室喷嘴前进行完全混合，经过预混腔将气体分子充分搅散混合，使得混合更完整，从而使燃烧速度不再受限于气体扩散速度等物理条件，燃烧速度更快、效率更高。 2.关键技术 自动化预混控制技术，保证混合比例精确，同时保证工作安全，不会产生回火现象。 3.工艺流程 以调节阀控制燃气流量作为火力调节，同时考虑实际使用状况的压力波动，在气路配置压力传感器，综合流量、压力讯号后自动匹配调整变频风机送风量，保证进气比例精确。 燃气及空气进入预混腔体进行预混，有效提升混合效果，同时将燃气及空气的压力、流速经预混腔达成一致，避免出口速度不等的情况发生。 经分流火孔喷出后燃烧，由于已完成精确比例混合，燃烧完全，燃烧速度快，火焰温度高。 原理图和工艺流程见图1、图2。 图1 预混式燃烧原理图

图2 预混式燃烧工艺流程图 ： 主要技术指标： 五、主要技术指标 1）排烟温度为167～172℃，比国外同类产品低27％； 2）排烟处过剩氧容积百分比可达2％～2.7％，是国外技术的26％（国外为9.2％～9.4％）； 3）热效率为88.1％（国外为83.5％），可节气6％。 技术应用情况： ： 六、技术应用情况 2005年通过江苏省节能技术中心检测和苏州市科学技术成果鉴定，达到国内先进水平，节能效果明显。2006年纳入江苏省火炬计划项目。目前该技术已应用于多条陶瓷窑炉、熔铝炉、固碱炉等燃烧加热设备。 ： 七、典型用户及投资效益 典型用户及投资效益： 典型用户：广东佛山新明珠集团、元泰有色金属(苏州)有限公司 广东佛山新明珠集团。建设规模：7万吨/年大锅法固体烧碱。主要改造内容：将后混式烧嘴改造更换为预混式燃烧器。节能技改投资额500万元，建设期2年。年节能2100tc e，取得节能经济效益 252万元，投资回收期2年。 推广前景和节能潜力： ： 八、推广前景和节能潜力 预混燃烧技术相较于传统扩散式或大气式等后混燃烧方式而言，燃烧速度快、效率高、燃烧完全、废弃物少。全预混式燃气燃烧技术应用在有色金属熔化工艺，可节能17.6％，效率提升27.2％；应用在陶瓷烧制工艺，可节能26.82％；应用在化工固碱提炼工艺，可节能11.38％，效率提升14.26％，产量增加17.44％。 相比于工程浩大的余热回收系统、隔热保温系统等，利用预混燃烧系统进行改造，项目投资较小，节能效益更显著。预计到2015年可在化工烧碱行业推广至50％，形成节能能力约6万tc e/a。

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧简易版

In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 燃气燃烧方法——部分预混式燃烧简易版

燃气燃烧方法——部分预混式燃烧 简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～ 1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种 燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。 一、部分预混层流火焰 产生部分预混层流火焰的典型装置就是本 生灯。如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷 出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预 混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火 焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空

气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。 这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。 蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能

全预混冷凝机工作原理及特点

全预混冷凝机工作原理 及特点 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

全预混冷凝机工作原理及特点 工作原理流程： 在待机状下，按电源开关键，机器进入冬季状态（开机默认状态），显示屏显示当前供暖出水温度，主控板检测到压差开关处于断开状态，水泵启动，水流在水泵的前端产生正压在水泵的后端产负压，压差开关在正负压力差的作用下闭合后，主控板检到压差开关闭合的信号，同时没有接收到风压开关闭合的信号，给风机通电转动，风机转动后在风机的排风口上的文丘里管装置，会产生压力差使风压开关闭合，主控板接收到风压开关闭合的信号同时给燃气比例、脉冲点火器通电开阀点火。火焰点燃后，燃烧检测装置感应到燃烧正常后，主控板断掉脉冲点火器的电流，同时持续给燃气比例阀通电，维持燃烧。开始供暖。 卫生热水状态，在夏季或供暖状态下，打开卫生热水出水口，自来水流动，压差阀也会产生一个压力差并且同时闭合供暖系统压力开关和卫生热开关，主控板收到热水开关闭合的信号后，会给电磁三通阀一个反向的电压，电磁三通阀做反向转动，关闭供暖出水口，同时打开板换器的入水口，供暖水流进板换器中与自来水进行交叉对流换热，自来水吸收了供暖水的温度流出就是我们需要的卫浴热水，供暖水经过热传递后温度降低，又在水泵的作用下回到主换热器中加热流出再次与自来水进行热交换。如此循环不断的产卫生热水。当用完热水后关闭热水出水口，壁挂炉自动进入夏季状态或切换到供暖状态。 全预混冷凝机采用的是预混倒置燃烧方式（如上图所示），燃烧和水流换热全部为逆向方式，即，火从上往下燃烧，燃烧器采用金属纤维，远红外。系统回水在进入主换热器后先与烟气进行第一次热交换，吸收烟气中水蒸气中的潜热，然后再进入主换热器的高温区进行第二次换热。由于水蒸汽将潜热传递给水以后发生冷凝成水，所

燃气燃烧方法-完全预混式燃烧

编号：SY-AQ-01554 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 燃气燃烧方法-完全预混式燃 烧 Gas combustion method complete premixed combustion

燃气燃烧方法-完全预混式燃烧 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预混式燃烧或无焰式燃烧。 这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。 完全预混燃烧的主要特点有： (1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可以小一些，一般为1．02～1．05； (2)燃烧速度快。容积热强度Qv 比有焰燃烧时要大l00～1000倍之多； (3)燃烧高温区比较集中。而且由于所用的过剩空气量少，所以燃烧温度也比有焰燃烧要高；

(4)由于燃烧速度快，燃气中碳氢化合物来不及分解，火焰中的游离碳粒比较少，所以火焰的黑度比有焰燃烧时小，火焰辐射能力较弱； (5)因为燃气与空气要预先混合，所以它们的预热温度不能太高。原则上不能高于可燃混合气体的着火温度，实际上一般都控制在350～500℃以下； (6)为了防止脱火和发生回火爆炸，烧嘴的燃烧能力不能太大。进行完全预混燃烧的条件除在燃烧前将一定比例的燃气与空气均匀混合外，还需设置专门的火道或网格等以保持燃烧区稳定的高温。 完全顶混式燃烧的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。工业上的完全预混式燃烧器，常常用一个紧接的火道来稳焰。图3—5—12所示为火道中火焰的稳定。来自燃烧器1的燃气—空气混合物进入火道3，在火道中形成火焰2。由于引射作用，在火焰的根部吸入炽热的烟气，形成烟气回流区，是一个稳定的点火源。如果火道有足够的长度，则火焰将充满火道的断面，燃烧就稳定。但火道较短时，火焰仅占火道的一部分，可能会吸入来自周围的冷空气使燃烧中断。