二、介质雾化喷嘴（气动式雾化喷嘴）
蒸汽作为介质，可以在雾化同时降低油的粘度，进入喷 嘴的燃油粘度较高时，仍能保证雾化质量，
空气作为介质时，空气压力低，雾化质量较差。
低压喷嘴（3x103~1x104Pa） 高压喷嘴（1x105Pa以上）
1. 低压空气雾化喷嘴
采用鼓风机供给的空气作为雾化介质，喷嘴前风压 低，一般为(5.0~10.0) ×103Pa，高的可达12.0×103Pa。
以平均直径表示雾化细度，工程上两种表示方法：
（1）中间直径法（d50或dMMD） 液雾中大于或小于这一直径的两部分液滴的总质量相等。
（2）索太尔平均直径法（dSMD） 假设油滴群中每个油滴直径相等时，按照所测得的所有油
滴的总体积V与总表面积S计算出的油滴直径，故又称体面积
平均直径。
d SMD
Nidi3 Nidi2
（2）雾化方法
机械式雾化 燃油在高压下通过雾化片的特殊机械结构将燃油雾化，
通过喷油嘴喷出。直流式、离心式和转杯式。 介质式雾化
靠附加的雾化介质（蒸气或压缩空气）的能量来雾化。 根据其压力的不同，分为高压雾化、中压雾化和低压雾化。 组合雾化
两种雾化方式有机结合起来。
6.2.2 雾化性能及评定指标
（1）雾化过程
雾化过程：
燃油从喷嘴喷出时形成液 流，由于初始湍流状态和 空气对油流的作用，使油 流表面发生波动，在外力 作用下，油流开始变为薄 膜并被碎裂成细油滴。
已分裂出的油滴在气体介质中还 会继续再分裂。油滴在飞行过程 中，受外力（油压形成的推进力、 空气阻力和重力）和内力（内摩 擦力和表面张力）作用，只要外 力大于内力，油滴便会产生分裂。 直到最后内力和外力达到平衡， 油粒不再破碎。
2. 离心式雾化油喷嘴
特点： 油压要求较高，一般应达2.0-3.5MPa。 调节范围很小 适用于热负荷变化不大的燃烧装置，或
利用临时关闭或打开某个油喷嘴来调节 热负荷。
徐州燃烧控制研究院油枪部分参数 油压：1.2-5.0MPa 燃油种类：轻油、重油 出力：100-4500Kg/H 雾化粒度：50-150μm 雾化角：60-100° 调节比：1:2
油滴的蒸发时间 蒸发速度常数
t
d
2 0
d
2 B
k1
k1
8
ln[1
B cp rf
cp f
(T
TB )]
2、油滴与介质之间存在相对速度（Re≠0）
油滴的蒸发时间
t
d02
d
2 B
k2
Sc 施密特准则
D
蒸发速度常数
k2 k1(1 0.3Sc0.33 Re0.5 )
油滴蒸发的直径平方-直线定律说明，在给定了温 差（T-TB）之后，蒸发时间只是油滴初始直径d0平方的函 数。
Ni——直径为di的油滴数。
雾化均匀度 雾化均匀度是指燃料雾化后液滴群颗粒尺寸的均匀程
度，即为液滴群中众颗粒大小相差的悬殊性程度。 一般可用粒数分布曲线和质量分布曲线表示。
n，雾化均匀性指数
四、流量密度分布
单位时间内通过与燃料喷射方向相垂直的单位截面 上燃油质量沿半径的分布规律。
对燃烧过程的影响： 分布较好的油雾能将油雾滴分散到整个燃烧空间，并
型号标注： XYQ-1 □ □
1简单式，2回油式 可摆动注R，否则不注
徐州燃烧控制研究院油枪
1为 机械雾化
3. 回油式机械雾化油喷嘴
提高了机械雾化油喷嘴的流量调节性能，稳定其 在低负荷时的雾化质量。
供油压力不变的情 况下可利用改变回油量 的方法调节热负荷（喷 油量）。
回油式油喷嘴的调 节比可达4左右，可应 用于热负荷变化较大的 燃烧室。
雾化介质的消耗量应为燃烧所需空气量的 50%以上。
比例调节式油烧嘴 (R形烧嘴)
原理： 根据负荷按比例
调节空气量和油量。
首选燃油品种重柴 油，也可选用一些重燃 料品种，但需加热。
用于热处理炉、 焙烧炉等小型炉。
低压空气雾化喷嘴的特点
优点 1. 运行费较低。 2. 燃料油与空气实观比例联动控制, 操作方便。
比外混式喷嘴用的雾化剂温度、 压力要高。
实际应用中喷嘴前的 雾化剂压力总是大于0. 3~0.5MPa , 混合室中 表压一般总在0.2~ 0.3MPa以上。
高压气体雾化喷嘴的特点
优点
雾化的冲击能量强, 雾化效果好； 结构简单、制造容易、材料与加工要求不高, 原始投资低。
缺点
雾化剂流速高, 喷口处高倍膨胀, 噪音较大； 雾化剂费用高, 日常运行费用高。
燃烧速度加快
易蒸发液体燃料（汽化器）
喉 部
流速大 进气管
吸入汽油
高速气流
边蒸发边流动 冲散油股
燃
小雾滴
烧 室
混合良好
燃烧
难蒸发液体燃料（油雾炬燃烧）
油雾边缘易混合 中心难混合。通过喷 嘴使油雾化，油的颗 粒不均匀，从几 m 到500 m。
大颗粒容易产生 大的烟粒与焦粒。
油雾炬——油雾化后形成颗粒群的轨迹轮廓
缺点 1. 雾化冲击力弱，烧油能力较小, 对燃料油的要求 高，雾化颗粒较粗。 2. 以空气作为雾化剂，空气的预热温度受到限制。
2. 高压气体雾化喷嘴
采用高压气体作为雾化介质。常用的雾化介质为 压缩空气(0. 3~0.7MPa)和水蒸气(0. 3~1. 2MPa)，也可 采用高压氧气或煤气等其他高压气体。
依其作用或结构类型可以分为外混式和内混式、纯高 压雾化喷嘴与高压雾化一机械雾化复合喷嘴；
适用于大型炉、负荷变动范围较宽的炉子、雾化质 量要求较高的炉子、燃料油品质恶劣的炉子。
1）外混式气体雾化喷嘴 旋流叶片
工作压力： 0.2~0.25MPa
2) 内混式高压雾化喷嘴
混合室
燃料油能得到多次雾化作用。
雾化炬特性： l 、雾化粒度大小均匀, 粒度小(40~50微米)。 2、雾化炬的张角较大（60~80度）。 3、流量密度合理。
旋转着的空心圆锥体+负压带
4. Y型雾化喷嘴
雾化剂压力常用 0.6~1.4MPa。 燃料油压0.5~2.0MPa。
与机械雾化器相 比，运行汽压大 大降低，系统可 靠性好。
用于锅炉、冶金炉、食品和药用工业。
滴，其直径为
d
(d
2 0
k1 )0.5
油滴体积为
V
6
(d 2
k1 )1.5
n，均匀性指数
雾化均匀度较差的油雾，在其蒸发的初始阶段 蒸发速度较快，在蒸发60%体积后，蒸发速度 变慢，蒸发所需时间较长；
第六章 液体燃料的燃烧
6.1 液体燃料燃烧方式 6.2 液体燃料的雾化过程及装置 6.3 液体燃料的蒸发及燃烧过程 6.4 配风原理及装置 6.5 液体燃料雾化燃烧的组织及布置
6.1 液体燃料燃烧方式
液体燃料范围
石油炼制加工所得到的产品，如汽油、柴油、煤油、 重油等。△
化学法由煤、油页岩或天然气等提炼或合成的燃料。 煤液化制取的合成汽油、柴油、重油及甲醇。 化学合成法和发酵法制取的乙醇燃料。 化工废液和造纸黑液等。
评定液体燃料雾化器雾化性能及质量的主要指标：
流量特性 调节比 雾化角 雾化细度及均匀度 流量密度分布 射程 气耗率
一、流量特性
流量特性指的是油喷嘴单位时间内喷油量随油压变化的规
律。相应的关系曲线称为流量特性曲线。
二、雾化角
出口雾化角 喷嘴出口处作雾化炬外边界的切线得到的锥角。
条件雾化角x 喷嘴出口中心为圆心，设定轴向长度x为半径画的圆弧
加热Biblioteka 气体 高温烟气 管道燃烧
适合黏度高、沸点不高的轻质液体燃料
(4)雾化燃烧
利用雾化器将液体燃料破碎雾化为大量直径为几 微米到几百微米的小液滴，悬浮在空气中边蒸发边燃 烧。
表面积增加了上千倍，有利于液体燃料迅速有效 地燃烧。工程实际中主要的液体燃料燃烧方式。
雾化器
破碎 液体
小液滴
悬浮
边蒸发边燃烧
燃料的蒸发表面积增加 上千倍
3. 组合式雾化喷嘴（高压雾化-机械雾化 复合式）
两种类型喷嘴的 复合物。燃料油的雾 化, 一方面依靠雾化剂 对燃料油的冲击作用, 另一方面也依靠将燃 料油所具有的压力能 转化为动能。
转杯式油喷嘴
用于中小型锅炉 和窑炉等装置的 燃烧设备。
特点： 一次风通过导流叶片后旋转，方向与油滴飞出方 向相反，剪切作用可提高雾化效果。 一次风旋转速度高于油粒旋转速度，火焰中不会 有油粒分离。 一次风的风量对油的二次雾化过程影响很大，一般 15~20%。 调节比可达5左右，结构紧凑, 油耗、动力消耗和污染小, 操作和维护方便。
只能在表面蒸发，并在离液滴表面一定距离的 火 焰面上燃烧，液体表面、内部都无火焰。
和空气混合前存在蒸发气化过程，油滴在此过程 中如果处于高温缺氧状态，将发生热裂解。
C m H n 缺氧 x C y H 2 C m x H n 2 y
液体燃料燃烧形式分类
燃烧方式
液面燃烧 灯芯燃烧 蒸发燃烧 雾化燃烧
与雾化炬边界相交，圆心与两交点连线的夹角。
对火焰长短的影响： 大——张角大，火焰短粗 小——张角小，火焰细长
雾化角的选择： 根据燃烧室的尺寸和燃料与空气的
混合条件来合理选择。 大型燃烧室中，90~120° 小尺寸燃烧室中，50~80°
三、雾化细度和均匀度
雾化细度
指燃油雾化后形成的雾化炬中油滴的粗细程度，表征油 喷嘴雾化性能及质量最主要的指标之一。
6.3 液体燃料的蒸发及燃烧
6.3.1 油滴的蒸发
1. 单个油滴的蒸发
1、油滴温度↑，与周围介质温差↓，传热量↓ 2、油滴温度↑，表面蒸发速度↑， 油滴吸收的蒸发潜热 ↑
某一温度下达到平衡状态，油滴得到 的热量=蒸发所需热量