火焰法向传播速度

用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验

一、实验所需的器材和原理

实验台由移动式不锈钢实验台、空气泵、流量计、压力计、本生灯、液化石油气瓶等组成，实验中我们通过本生灯发或称动力法进行测定。

首先，法向火焰传播速度我们可以理解为垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。

我们将气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、流量计、调压阀后进入本生灯，同时可燃气体经减压器、流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合点燃，在理想的稳定的燃烧火焰中，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度

图一 火焰传播速度测试原理

0sin s u u α=?

式中：u s －混合气体的流速（CM/S ）；

α－火焰锥角之半。

或

0q u =式中：q v －混合气体的体积流量（L/S ）；

h －火焰内锥高度（cm ）；

r －喷口半径（cm ）。

在我们的实验中，可燃气体即液化石油天然气的体积流量v q 是用流量计分别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r 可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h 可由测高尺测量。

二、实验的操作步骤

1，检查实验所用到的器具是否完好，进行气密性实验。

2，打开电源启动气泵，调节本生灯出口大小使流速稳定，用流量计测定空气流量。

3，打开燃气阀，点燃火焰，这时火焰会呈扩散式燃烧；慢慢开启空气泵调节阀，送入空气。当混合气体发生完全燃烧出现火焰内锥时（即呈现完全的蓝色火焰并且火焰面三角形清晰可见），用气量计测出燃气与空气的体积流量，测高仪测得火焰内锥高度（从火焰底部，即喷口出口断面处到火焰顶部间的距离）。 4，多次适当增加或减少空气量，即改变一次空气系数，测出相应的火焰内锥高度。将测得的数据填入测试表中。根据理想气体状态方程式(等温)，将燃气和空气测量流量换算成(当地大气压下)喷管内的流量值，然后计算出混合气的总流量，求出可燃混合气在管内的流速u s ，并求出燃气在混合气中的百分数。记录室温，计算出0u 值。

三、结论

通过用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验，了解火焰传播的的形式。并得出可燃混合流量与火焰传播速度的关系。

本生灯法测定燃气法向火焰传播速度测试装置

本生灯法测定火焰法向传播速度实验指导书 一、实验目的 1．巩固火焰传播速度的概念，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和方法。 2．测定液化石油气的层流火焰传播速度。 3．掌握不同的气/燃比对火焰传播速度的影响，测定出不同燃料百分数下火焰传播速度的变化曲线。 二、实验原理 层流火焰传播速度是燃料燃烧的基本参数。测量火焰传播速度的方法很多，本试验装置是用动力法即本生灯法进行测定。 正常法向火焰传播速度定义为在垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。在稳定的Bensun 火焰中，内锥面是层流预混火焰前沿面。在此面上某一点处，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度(图1)，即 0sin s u u α=? 式中：u s －混合气的流速（cm/s ）； α－火焰锥角之半。 或 0318 q u = 式中：q v －混合气的体积流量（L/s ）； h －火焰内锥高度（cm ）； r －喷口半径（cm ）。 上式是使用本生灯火焰高度法测定可燃混合气体的层流火焰传播速度0u 的计算式。在我们的实验中，可燃混合气体的体积流量v q 是用湿式流量计分别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r 可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h 可由测高尺测量。 三、实验设备结构 实验台由本生灯、旋涡气泵、湿式气体流量计、U 型管压差计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、湿式气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度。 四、实验步骤 1、启动旋涡气泵，调节风量使本生灯出口流速约为0.6m/s ，并由湿式流量计读出空气流量。 2、由以上空气流量，可粗略地估算出一次空气系数1α约为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2时的燃气流量。 3、开启燃气阀，调整燃气流量分别为上述5个 计算值的近似值（流量值由流量计读出）。

实验二-层流火焰传播速度的测定实验

实验二-层流火焰传播速度的测定实验

实验二层流火焰传播速度的测定实验 一、预备知识 1、火焰传播和化学反应 燃烧发生了一系列化学反应，在这些反应中，燃料在一些自由基例如O、OH、H碰撞下发生反应，产生更多的H或者是分解成更小的碎片。 例如，CH4被连续地转化成CH3，CH2，CH。最初形成的各种氧化的中间产物与燃料中的碳结合而首先变为CO，并且燃料中的氢基变为H2，所有的中间产物将接着进一步氧化，再一次通过自由基的作用，而变为 CO2和H2O。总热量的一大部分释放都是发生在第二阶段。这个次序使燃烧具有自持性，且只能够发生在高温下（如1500K以上）。因为只有在高温下，才能是自由基产生的速率比消耗的速率快，而这对燃料完全变形 以及中间产物的氧化是有必要的。 当点燃预混燃料时，局部温度将提高到一个非常高的值，提高了反应速率，从而也引起燃料的燃烧，并且释放出热量。通过热传导把热量 引导到了未燃的相邻区域，相邻区域的温度以及反应率都提高了，因此 燃烧就在那里发生了。我们知道，热量的扩散是火焰传播的原因，燃烧 波传播的速度取决于燃烧后的温度以及未燃混合物的热扩散性。为了把 高温区域的自由基传递到与之接触的低温的未燃混合物中，质量扩散也 是很重要的；通常质量和热扩散率是相同的。 在本实验中，未燃混合物的压力和温度与环境大气一致。火焰传播速度只依赖于混合物中的燃料/氧化剂的数量，它们反过来又控制着火焰的温度。贫油(Φ<1)和富油(Φ>1)的火焰温度比化学恰当比(Φ=1)时更低因 为偏离化学恰当比时多余的物质吸收了由可燃燃料燃烧所产生的热量。 实际上，温度最大值出现在当量比比1稍大一些的地方，因为产物的比热容比化学恰当比时稍低。 如果混合物过贫，燃气温度将太低，而不能产生大量的自由基，因此火焰传播变得不可能。如果混合物过富，大量的燃料将吸收自由基， 因此使燃烧第二阶段不能进行。因此，火焰传播只在某个当量比范围内 才有可能，这被称为可燃极限。对于甲烷—空气混合物，其贫燃极限是 Φ=0.53，其富燃极限是Φ=1.6。 2、火焰稳定性

火焰传播速度的通俗讲解

火焰传播速度的通俗讲解 一、火焰传播速度 1. 定义：火焰传播速度是指火焰前锋沿其法线方向相对于未燃可燃混合气的推进速度。火焰传播速度表征了进行燃烧过程的火焰前锋在空间的移动速度（360百科） 的燃烧速度。 2. 解释： 其实将火焰传播速度，限定在未燃可燃混合气太局限了，把其定义为火焰在燃烧物表面移动速度（定义2），就容易理解的多。 如图：

现在换一种物质 很明显燃烧物不同，火焰的的传播速度不同，同样草坪的干湿、荗密程度也会影响到火焰的传播速度，有哪些因素影响火焰传播速度，有关这些我们留待后面再谈，我们现在的着重点是准确的理解火焰传播速度这个概念，

我们讨论了处于静态的可燃物的火焰传播速度，现在我们看下处于运动中的可燃物的火焰传播速度： 如图，有一股流动着燃气流（也可是我们的煤粉流）m，我们先假设它相对静止，注意仅仅是假设，当我们在这股气流的端点用明火点燃，燃气流m1经过2秒达到B处，如果AB距离是3米，我们就说火焰传播速度是1.5米/秒，燃汽流m2经过2秒到达C处，如AC间的距离是4.80米，我们就说它的火焰传播速度是2.4米/秒。 很明显，因为燃气流总是流动的，而且流速是可变的多样的，我们的燃汽流不动只是为使这个概念更加直观，那么处在流动中的燃汽又有

什么变化？ 我们假设燃汽流以2米/秒同样的速度向前移动，当燃烧经过2秒，燃气流m1的B点的介质实际上到达了B1的位置，而且燃气流m2的c点只到达c1点的位置，B1和C1是火焰的实际位置。 很明显m1燃气流经过2秒的燃烧，火焰前锋从A处，进到了B1处，前移了1米，而m2燃气流的火焰前锋则落到C1处，落后了0.8米，这就是说如果燃料的流动速度高于将使火焰不断前移，最后的结果是熄火；如果燃料的流动速度低于火焰传播速度，将形成回火。【品味一下气割的割枪和气体打火机的的现象】，【燃烧稳定的条件是：火焰的传播速度等于燃料的流动速度】，有关进一步的原因，我们后面

中南大学本生灯法测量火焰传播速度实验指导书

RQYY- 3 本生灯法测量火焰传播速度 实验指导书 中南大学能源科学与工程学院 二0 一一年四月

本生灯法测量火焰传播速度 实验指导书 一、实验目的 1．了解本生灯的工作原理和结构构成，观察火焰结构，巩固火焰传播速度的概念。 2. 测定液化石油气的层流火焰传播速度，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和 方法。 3．测定不同燃料百分数下火焰传播速度，掌握不同油气比对火焰传播速度的影响， 二、实验原理 层流火焰传播速度是燃料燃烧的基本参数。测量火焰传播速度 的方法很多，本试验 装置是用动力法即本生灯法进行测定。 正常法向火焰传播速度定义为在垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未 燃混合气的运动速度。在稳定的 Bensun 火焰中，内锥面是层流预混火焰前沿面。在此面 上某一点处，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相 平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度 （图 1），即 上式是使用本生灯火焰高度法测定可燃混合气体的层流火焰传播速度 u 0 u s sin 式中： u s －混合气的流速（ cm/s ）； α－ u 1000 q v r r 2 h 2 cm/s 式中： q v －混合气的体积流量（ L/s ）； h －火焰内锥高度 （ cm ）； r －喷口半径（ cm ） u 0 的计算式。

在我们的实验中，可燃混合气体的流量 q v 是用浮子流量计分别测定燃气与空气的单位体 积流量而得到的， 内锥焰面底部圆的半径 r 可取本生灯喷口半径； 内焰锥高度 h 可由测高 尺测量。 三、实验内容 利用火焰试验系统，调节预混空气调节阀，观测预混火焰的回火和 脱火等现象。利 用本生灯火焰试验系统，调节预混空气调节阀，观测本生灯火焰的内、外火焰锋面。按 照生灯法测量火焰传播速度的原理和方法，测定不同空气消耗系数时的火焰传播速度， 从而绘制得到火焰传播速度与空气消耗系数的关系曲线。 四、实验设备结构 实验台由本生灯、旋涡气泵、浮子气体流量计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的 空 气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、浮 子气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥 高度计算火焰的传播速度。如图 2 所示。 五、实验步骤 3 0.56 m 3/h ，表压为 0.35 kPa 。 3、使用点火枪在本生灯管口点燃预混气体。由以上燃气流量，粗略估算出一次空 1、启动旋涡气泵，调节风量使空气流量约为

本生灯法测定燃气法向火焰传播速度测试装置说课讲解

本生灯法测定燃气法向火焰传播速度测试 装置

精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 本生灯法测定火焰法向传播速度实验指导书 一、实验目的 1．巩固火焰传播速度的概念，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和方法。 2．测定液化石油气的层流火焰传播速度。 3．掌握不同的气/燃比对火焰传播速度的影响，测定出不同燃料百分数下火焰传播速度的变化曲线。 二、实验原理 层流火焰传播速度是燃料燃烧的基本参数。测量火焰传播速度的方法很多，本试验装置是用动力法即本生灯法进行测定。 正常法向火焰传播速度定义为在垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。在稳定的Bensun 火焰中，内锥面是层流预混火焰前沿面。在此面上某一点处，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度(图1)，即 0sin s u u α=? 式中：u s －混合气的流速（cm/s ）； α－火焰锥角之半。 或 022318v u r r h =+ 式中：q v －混合气的体积流量 （L/s ）； h －火焰内锥高度（cm ）； r －喷口半径（cm ）。 上式是使用本生灯火焰高度法测定可 燃混合气体的层流火焰传播速度0u 的计算 式。在我们的实验中，可燃混合气体的体 积流量v q 是用湿式流量计分别测定燃气与 空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部 圆的半径r 可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h 可由测高尺测量。 三、实验设备结构 实验台由本生灯、旋涡气泵、湿式气体流量计、U 型管压差计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、湿式气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度。

火焰法向传播速度

用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验 一、实验所需的器材和原理 实验台由移动式不锈钢实验台、空气泵、流量计、压力计、本生灯、液化石油气瓶等组成，实验中我们通过本生灯发或称动力法进行测定。 首先，法向火焰传播速度我们可以理解为垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。 我们将气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、流量计、调压阀后进入本生灯，同时可燃气体经减压器、流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合点燃，在理想的稳定的燃烧火焰中，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度

图一 火焰传播速度测试原理 0sin s u u α=? 式中：u s －混合气体的流速（CM/S ）； α－火焰锥角之半。 或 0q u =式中：q v －混合气体的体积流量（L/S ）； h －火焰内锥高度（cm ）； r －喷口半径（cm ）。 在我们的实验中，可燃气体即液化石油天然气的体积流量v q 是用流量计分别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r 可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h 可由测高尺测量。 二、实验的操作步骤 1，检查实验所用到的器具是否完好，进行气密性实验。 2，打开电源启动气泵，调节本生灯出口大小使流速稳定，用流量计测定空气流量。 3，打开燃气阀，点燃火焰，这时火焰会呈扩散式燃烧；慢慢开启空气泵调节阀，送入空气。当混合气体发生完全燃烧出现火焰内锥时（即呈现完全的蓝色火焰并且火焰面三角形清晰可见），用气量计测出燃气与空气的体积流量，测高仪测得火焰内锥高度（从火焰底部，即喷口出口断面处到火焰顶部间的距离）。 4，多次适当增加或减少空气量，即改变一次空气系数，测出相应的火焰内锥高度。将测得的数据填入测试表中。根据理想气体状态方程式(等温)，将燃气和空气测量流量换算成(当地大气压下)喷管内的流量值，然后计算出混合气的总流量，求出可燃混合气在管内的流速u s ，并求出燃气在混合气中的百分数。记录室温，计算出0u 值。 三、结论 通过用本生灯法测定石油液化气体火焰法向传播速度的实验，了解火焰传播的的形式。并得出可燃混合流量与火焰传播速度的关系。

1本生灯法测定燃气法向火焰传播速度测试装置 - 副本 (1)

用本生灯法测定60.1%甲烷—39.9%二氧化碳混合气体的 火焰法向传播速度实验 一、实验目的 巩固火焰传播速度的概念，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和方法。测定可燃气的层流火焰传播速度。 二、实验原理 层流火焰传播速度是燃料燃烧的基本参数。测量火焰传播速度的方法很多，本试验装置是用动力法即本生灯法进行测定。 正常法向火焰传播速度定义为在垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。在稳定的火焰中，内锥面是层流预混火焰前沿面。在此面上某一点处，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度(图1)，即 图一 火焰传播速度测试原理 0sin s u u α=? 式中：u s －混合气的流速（cm/s ）； α－火焰锥角之半。 或 022v q u r r h =+ 式中：q v －混合气的体积流量（L/s ）； h －火焰内锥高度（cm ）； r －喷口半径（cm ）。

上式是使用本生灯火焰高度法测定可燃混合气体的层流火焰传播速度 u 0的计算式。在我们的实验中，可燃混合气体的体积流量 q是用湿式流量计分 v 别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h可由测高尺测量。 三、实验设备结构 实验台由本生灯、旋涡气泵、湿式气体流量计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、湿式气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度。 四、实验步骤 1、启动旋涡气泵，调节风量使本生灯出口流速稳定，并由湿式流量计读出空 气流量。 2、开启燃气阀，并持续进行点火，点燃燃气。 3、缓慢调节空气和燃气流量，当火焰稳定后，分别由湿式流量计测出燃气与 空气的体积流量；由测尺测出火焰内锥高度（从火焰底部，即喷口出口断面处到火焰顶部间的距离）。 u值。 4、记录室温，计算出 五、数据处理 1．根据理想气体状态方程式(等温)，将燃气和空气测量流量换算成(当地大气压下)喷管内的流量值，然后计算出混合气的总流量，求出可燃混合气在管内的流速u s，并求出燃气在混合气中的百分数。 2．计算出火焰传播速度u0，将有关数据填入表内。 六、需要测量的数据以及需要换算的数据表 以下为实验者需要测量和观测的数据 喷管口半径：0.40cm 室温：22 ℃当地大气压：101 kPa

层流预混火焰传播速度测定

层流预混火焰传播速度的测定 实验成员：徐俊卿 郑仁春 韩超 一、实验的理论基础 许多工业设备都应用预混气燃烧作为热和能量的生成方式。如火花点火发动机（汽油机），煤气炉内的燃烧，灾害性的火灾和爆炸都涉及到预混气的燃烧和火焰传播问题。 研究预混气燃烧的最重要参数是层流火焰传播速度。火焰速度是预混气的基本特性，是研究火焰稳定性以及湍流预混气燃烧的基础。 层流火焰速度定义为给定可燃预混气的一维平面预混火焰在没有热损失时相对于未燃气的移动速度。用S 0表示。该定义给出的火焰速度是预混气的单一的固有特性，而与外界流动条件无关，在某些精心设计的实验设备，如相向流火焰设备上，采用激光多普勒速度仪，可以精确测定S 0。普通的预混火焰设备很难完成满足上述定义中的所有条件。如采用本生灯测定火焰速度，由于火焰面呈锥形，不是一维火焰，顶端和底部火焰有弯曲。不可避免地有热损失。因此测到的是被测点当地的火焰速度或称局部火焰速度，用S 表示。S 除与可燃预混气的气/油比有关外，还受热损失，火焰拉伸等动力学因素影响。用其它的实验方法，如平面火焰法，火焰推进法，肥皂泡法，球弹法和圆管法都是只能测定局部火焰速度。 层流火焰理论指出，预混火焰的稳定位置总是位于预混气在火焰面的法向速度分量与火焰速度（总与火焰面垂直）大小相等，方向相反的地方。当这两个速度不相等时，火焰面就要移动，而扩散火焰总是驻定在燃料与氧化剂为化学计量值的位置上。在这一位置，燃料与氧化剂混合最均匀，反应率最快。偏离这一位置，不可能组织起燃烧，扩散火焰没有火焰传播速度的概念，这是预混火焰和扩散火焰最主要的区别之一。 二、实验原理 实验采用本生灯测定（局部）火焰传播速度，实验设备与实验二相同。 设计良好的本生灯火焰呈锥形，除顶端和底部火焰弯曲外，中间有较长一段的平直火焰，假定预混气速度沿出口截面分布均匀，火焰前沿各处的气流法向速度相等，把驻定在管口的火焰面简化为正锥形，如图3-1所示。预混气的速度为u 0，火焰面平直的上点P 的火焰速度为S 。S 在数值上等于u 0在P 点垂直于火焰面的法向分量，即 S u =0sin α （1） α为火焰锥的半顶角。可用测高仪测出火焰高度和底部直径后算得，也可用量角器直接量出。 u 0由浮子流量计测定流量后，根据出口直径计算（d 0为管口内径）： Q u A d u == 004 02 0π （2） S ∠ 图2-1本生火焰 三、实验设备 预混火焰装置 五、数据数据及处理

中南大学本生灯法测量火焰传播速度实验指导书

R Q Y Y-3 本生灯法测量火焰传播速度 实验指导书 中南大学能源科学与工程学院 二0一一年四月

本生灯法测量火焰传播速度 实验指导书 一、实验目的 1．了解本生灯的工作原理和结构构成，观察火焰结构，巩固火焰传播速度的概念。 2. 测定液化石油气的层流火焰传播速度，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和方法。 3．测定不同燃料百分数下火焰传播速度，掌握不同油气比对火焰传播速度的影响， 二、实验原理 层流火焰传播速度是燃料燃烧的基本参数。测量火焰传播速度的方法很多，本试验装置是用动力法即本生灯法进行测定。 正常法向火焰传播速度定义为在垂直于层流火焰前沿面方向上火焰前沿面相对于未燃混合气的运动速度。在稳定的Bensun 火焰中，内锥面是层流预混火焰前沿面。在此面上某一点处，混合气流的法向分速度与未燃混合气流的运动速度即法向火焰传播速度相平衡，这样才能保持燃烧前沿面在法线方向上的燃烧速度(图1)，即 0sin s u u α=? 式中：u s －混合气的流速（cm/s ）； α－火焰锥角的一半。 或 2 201000h r r q u v +=π cm/s 式中：q v －混合气的体积流量（L/s ）； h －火焰内锥高度（cm ）； r －喷口半径（cm ） 10—单位换算系数 上式是使用本生灯火焰高度法测定可燃混合气体的层流火焰传播速度0u 的计算式。

q是用浮子流量计分别测定燃气与空气的单位体在我们的实验中，可燃混合气体的流量 v 积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r可取本生灯喷口半径；内焰锥高度h可由测高尺测量。 三、实验内容 利用火焰试验系统，调节预混空气调节阀，观测预混火焰的回火和脱火等现象。利用本生灯火焰试验系统，调节预混空气调节阀，观测本生灯火焰的内、外火焰锋面。按照生灯法测量火焰传播速度的原理和方法，测定不同空气消耗系数时的火焰传播速度，从而绘制得到火焰传播速度与空气消耗系数的关系曲线。 四、实验设备结构 实验台由本生灯、旋涡气泵、浮子气体流量计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、浮子气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥高度计算火焰的传播速度。如图2所示。 五、实验步骤 1、启动旋涡气泵，调节风量使空气流量约为0.56 m3/h，表压为0.35 kPa。 2、开启燃气阀，调整燃气流量约为24 L/h，表压为0.52 kPa。

实验二 层流预混火焰传播速度测定

实验二层流预混火焰传播速度测定

实验二层流预混火焰传播速度的测定 一、实验的理论基础 许多工业设备都应用预混气燃烧作为热和能量的生成方式。如火花点火发动机（汽油机），煤气炉内的燃烧，灾害性的火灾和爆炸都涉及到预混气的燃烧和火焰传播问题。 研究预混气燃烧的最重要参数是层流火焰传播速度。火焰速度是预混气的基本特性，是研究火焰稳定性以及湍流预混气燃烧的基础。 层流火焰速度定义为给定可燃预混气的一维平面预混火焰在没有热损失时相对于未燃气的移动速度。用S0表示。该定义给出的火焰速度是预混气的单一的固有特性，而与外界流动条件无关，在某些精心设计的实验设备，如相向流火焰设备上，采用激光多普勒速度仪，可以精确测定S0。普通的预混火焰设备很难完成满足上述定义中的所有条件。如采用本生灯测定火焰速度，由于火焰面呈锥形，不是一维火焰，顶端和底部火焰有弯曲。不可避免地有热损失。因此测到的是被测点当地的火焰速度或称局部火焰速度，用S表示。S除与可燃预混气的气/油比有关外，还受热损失，火焰拉伸等动力学因素影响。用其它的实验方法，如平面火焰法，火焰推进法，肥皂泡法，球弹法和圆管法都是只能测定局部火焰速度。 层流火焰理论指出，预混火焰的稳定位置总

是位于预混气在火焰面的法向速度分量与火焰 速度（总与火焰面垂直）大小相等，方向相反的 地方。当这两个速度不相等时，火焰面就要移动，而扩散火焰总是驻定在燃料与氧化剂为化学计 量值的位置上。在这一位置，燃料与氧化剂混合 最均匀，反应率最快。偏离这一位置，不可能组 织起燃烧，扩散火焰没有火焰传播速度的概念， 这是预混火焰和扩散火焰最主要的区别之一。 二、实验原理 实验采用本生灯测定（局部）火焰传播速度，实验设备与实验二相同。 设计良好的本生灯火焰呈锥形，除顶端和底部火 焰弯曲外，中间有较长一段的平直火焰，假定预 混气速度沿出口截面分布均匀，火焰前沿各处的 气流法向速度相等，把驻定在管口的火焰面简化 为正锥形，如图3-1所示。预混气的速度为u 0， 火焰面平直的上点P 的火焰速度为S 。S 在数值 上等于u 0在P 点垂直于火焰面的法向分量，即 S u =0sin α （1） α为火焰锥的半顶角。可用测高仪测出火焰高度 和底部直径后算得，也可用量角器直接量出。u 0由浮子流量计测定流量后，根据出口直径计算 （d 0为管口内径）： Q u A d u ==004020 π （2）