ห้องสมุดไป่ตู้解：
燃气消耗量为：33kW 1000 3600 3.1m3 / h
38MJ/m3 1000000
火孔总面积Fp
33kW 0.3kW / mm2
110mm2
每个火孔的面积为f p
4
d2
4
1.82
2.5mm2
▪ 理论烟气量（ 1时）
V f 0 VRO2 VH2O0 VN2 0
V f 0 —理论烟气量（m3/m3）。
VRO2 —三原子气体体积（m3/m3）；
V0 H 2O
— 理论烟气中水蒸气的体积（m3/m3）；
V0 N2
— 理论烟气中氮气的体积（m3/m3）
▪ 某天然气成分CH4=95%，C2H4=5%，计算其完全 燃烧时的理论空气需要量和理论烟气生成量。
(3)可燃混合物初始温度
随可燃混合物初始温度的升高，燃烧温度增加，带来化学反应速率 增加，从而使Sn显著增大。
(4)可燃混合物的压力
碳氢化合物-空气混合物的Sn随压力的增大而减小。
(5)添加剂
在可燃气体混合物中加入添加气可以增大或减小火焰传播速度。
▪ 影响火焰传播浓度极限(爆炸极限)的因素主要有以下 几个方面：
(1)燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传播浓度极限范围扩大。
(2)提高燃气-空气混合物温度，火焰传播浓度极限范围扩大。
(3)提高燃气-空气混合物压力，火焰传播浓度极限范围扩大。
(4)燃气中加入惰性气体时，火焰传播浓度极限范围缩小。
(5)含尘量、含水蒸气量以及容器形状和壁面材料等因素，有时 也会影响火焰传播浓度极限。例如，在氢气-空气混合物中引 入金属微粒，能使火焰传播浓度极限范围扩大，并能降低其 着火温度。
当放电电极间隙内的可燃混合物的浓度、温度 和压力一定时，若要形成初始火焰中心，放电能量 必须达到一最小值。这个必要的最小放电能量称为 最小点火能Emin。
当电极间距小到无论多大的火花能量都不能使 可燃混合物点燃时，这个最小距离就称之为熄火距 离dq。最小点火能Emin及熄火距离dq的最小值一般 都在靠近化学计量混合比之处
▪ 点火能与电极间距的关系曲线
▪ 熄火距离随天然气-空气混合物组成的变化
▪ 城市燃气与天然气最小点火能的比较
▪ 燃气燃烧的火焰传播
▪ 燃烧的基本条件：燃气与空气（氧气）按一定比例 混合，引火源或点火能，燃烧空间，反应时间。
▪ 火焰的传播方式 正常的火焰传播
爆
炸
爆
燃
▪ 影响火焰传播速度Sn的因素
▪ 燃烧所需空气量
▪ 理论空气需要量
理论空气需要量是指按燃烧反应计量方程式，1m3（或kg）燃气完全燃烧 所需的空气量，是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
▪
实际空气需要量
实际供给的空气量与理论空气需要量之比称为过剩空气系数，即
V
V0
在工业设备中，一般控制在1.05～1.20；在民用燃具中一般控制在1.3～1.8。
▪ 燃烧过程的强化 预热燃气和空气 加强气流紊动
▪ 燃气燃烧方法与燃烧器
▪ 扩散式燃烧
扩散式燃烧容易产生煤烟，燃烧温度也相当低
▪ 扩散式燃烧器
自然引风式：依靠自然抽力，扩散供给空气，多 用于民用，常简称为扩散式燃烧器。
强制鼓风式：依靠鼓风机供给空气，多用于工业， 常简称为鼓风式燃烧器。
涡卷式扩散燃烧器
▪ 例：做一直管式燃气燃烧器设计，当燃气低 热值为Hl=38MJ/m3，燃烧器热负荷为 Q=33kW，取火孔热强度qp=0.3kW/mm2，火 孔直径dp=1.8mm，试计算：燃烧器每小时的 燃气消耗量是多少m3/h？火孔个数是多少？ 燃气火孔出口速度是多少m/s？
▪ 例：做一直管式燃气燃烧器设计，当燃气低热值为Hl=38MJ/m3，燃烧器 热负荷为Q=33kW，取火孔热强度qp=0.3kW/mm2，火孔直径dp=1.8mm， 试计算：燃烧器每小时的燃气消耗量是多少m3/h？火孔个数是多少？燃 气火孔出口速度是多少m/s？
在燃烧过程中，正确选择和控制值的大小是十分重要的，过小或过大 都会导致不良后果：过小会导致不完全燃烧，造成能源的浪费和对环 境的污染；过大则使烟气体积增大，炉膛温度与烟气温度降低，导致 换热设备换热效率的降低与排烟热损失的增大，造成能源的浪费。因 此，先进的燃烧设备应在保证完全燃烧的前提下，尽量使值趋近于1。
(1)可燃混合物的性质
包括可燃混合物的导热系数及分子结构等。通常可燃混合物的导热 系数越大，其Sn也越大。从分子结构上看，越是不饱和的碳氢化合物， Sn越大。其一般规律是：(Snmax)炔烃＞(Snmax)烯烃＞(Snmax)烷烃。
(2)燃气浓度
所有可燃混合物的Sn随燃气浓度的变化均呈倒U形，最大值出现在 燃气含量比化学计量比略高处。
▪ 自然引风扩散式燃烧器的特点及应用范围
优点：结构简单，制造方便，具有燃烧稳定，不会回火且点火容 易，调节方便等优点。另外，还可利用低压燃气，并且不需要 鼓风，无动力消耗。
缺点：燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃烧室。容易产生不 完全燃烧，甚至冒黑烟。为使燃烧完全，必须供给较多的过剩 空气。由于过剩空气系数较大，燃烧温度低，排烟热损失大。
解： CH4 2O2 CO2 2H2O
C2H4 3O2 2CO2 2H2O
理论氧气量=295%+35%=2.05m3 /m3 理论空气需要量V0 =2.05/0.21=9.76m3 /m3
理论烟气量Vf0 (1 2)95% (2 2)5%V0 79% 10.76m3 / m3
▪ 燃气的着火与点火
dFp
自然引风扩散式燃烧器的设计计算
▪
火孔总面积
Fp
Q qp
式中 Fp—火孔总面积（mm2）；Q—燃烧器热负荷（kW）;
q p —火孔热强度（kW/mm2）
▪ 火孔数目
n Fp
4
d
2 p
式中 d p —火孔直径mm
▪ 火孔出口速度
vp
qp Hl
106
式中 v p—火孔出口速度（m/s ）；Hl —燃气低热值（kJ/m3）
应用范围：自然引风扩散式燃烧器主要适用于温度要求不高，但 要求温度均匀、火焰稳定的场合，如用于沸水器、热水器、纺 织业和食品业中的加热及在小型采暖锅炉中用作点火器。有些 工业窑炉要求火焰具有一定亮度或某种保护性气氛时，也可采 用自然引风扩散式燃烧器。由于它结构简单、操作方便，也常 用于临时性加热设备。