燃燒學(xué)實驗指導(dǎo)書

1、燃燒學(xué)實驗指導(dǎo)書 目 錄實驗原理系統(tǒng)圖、實驗儀器儀表型號規(guī)格及燃料物理化學(xué)性質(zhì)2實驗一 Bensun火焰及Smithell法火焰分離. 3實驗二 預(yù)混火焰穩(wěn)定濃度界限測定4實驗三 氣體燃料的射流燃燒、火焰長度及火焰溫度的測定6實驗四 靜壓法氣體燃料火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y定8實驗五 本生燈法層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定11實驗六 水煤漿滴的燃燒實驗13燃燒噴管及石英玻璃管說明燃燒噴管共4根，分別標(biāo)記為：I號長噴管 細的長噴管(噴口內(nèi)徑7.18mm)II號長噴管 粗的長噴管(相配的冷卻器出口直徑10.0mm)I號短噴管 細的短噴管(噴口內(nèi)徑5.10mm)II號短噴管 粗的短噴管(噴口內(nèi)徑7.32mm)石英玻璃套

2、管共3個，分別標(biāo)記為：I號玻璃管 最細的石英玻璃管(本生燈火焰內(nèi)外錐分離用)II號玻璃管 中間直徑的石英玻璃管(觀察Burk-Schumann火焰現(xiàn)象及測定射流火焰長度用)III號玻璃管 最粗的石英玻璃管(測定射流火焰溫度用)燃燒學(xué)實驗注意事項1 實驗臺上的玻璃管須輕拿輕放，用完后橫放在實驗臺里側(cè)，以防墜落。2 燃燒火焰的溫度很高，切勿用手或身體接觸火焰及有關(guān)器件。3 燃燒完后的噴嘴口、水平石英管的溫度仍很高，勿碰觸，以防燙傷。4 在更換燃燒管時，手應(yīng)握在下端，盡量遠離噴嘴口。定值器壓力#1臺#2臺#3臺#4臺#5臺#6臺預(yù)混空氣(kPa)131213132013射流空氣(MPa)0.120.

3、110.1350.120.160.12試驗用儀器儀表型號規(guī)格名 稱型號規(guī)格生產(chǎn)廠家浮子式流量計(燃氣)LZB-4F常州熱工儀表總廠浮子式流量計(空氣)LZJ-10常州熱工儀表總廠空氣穩(wěn)壓定值器QGD-101廣東肇慶恒星儀表氣動元件廠空氣壓力表膜合壓力表(2.5級)上海儀川儀表廠空氣壓縮機NCSE-150上海龍海力霸通用機械有限公司點火槍紅日牌上海浦東強盛日用電器廠數(shù)字式溫度計XMT-1100上海大華儀表廠石英玻璃管內(nèi)徑12.7mm上海泰恒科學(xué)儀器有限公司液化石油氣罐ISP-15上海國泰液化氣設(shè)備服務(wù)公司簡易測高儀/自制數(shù)碼攝相機DCR-TRV40ESONY燃氣的物理化學(xué)性質(zhì)燃料主要成分相對分子

4、質(zhì)量液態(tài)密度(kg/L)沸點()理論空氣量kg/kgkmol/kg液化石油氣(LPG)C3H8440.54-42.115.80.541自燃溫度()閃點()燃料低熱值(MJ/kg)汽化潛熱(kJ/kg)混合氣熱值(kJ/m3)辛烷值RONMON504-73.346.39426349096-11189-96實驗一 Bensun火焰及Smithell法火焰分離一、目的：1. 觀察Bensun火焰的圓頂效應(yīng)、壁面淬熄效應(yīng)及火焰外凸效應(yīng)；燃料濃度對火焰顏色的影響；氣流速度對火焰形狀的影響等各種火焰現(xiàn)象。2. 了解本生燈火焰內(nèi)外錐分離的原理和方法。二、原理預(yù)混合燃燒即動力燃燒，其機理是燃氣與燃燒所需的部分

5、空氣進行預(yù)先混合，燃燒過程在動力區(qū)進行，形成的火焰稱之為Bensun火焰。當(dāng)燃料和空氣流量調(diào)節(jié)到化學(xué)當(dāng)量比時，本實驗臺上即能出現(xiàn)穩(wěn)定的Bensun火焰，其內(nèi)錐為藍綠色的預(yù)混火焰(內(nèi)錐表面呈白色)，外錐為淡黃色的擴散火焰。同時能觀察到火焰的圓形頂點效應(yīng)、壁面淬熄效應(yīng)及火焰外凸效應(yīng)。改變可燃氣的混合比，可以觀察到火焰顏色的變化。當(dāng)空氣濃度較低時，擴散火焰占主要部分，反應(yīng)不完全炭顆粒被析出，火焰呈黃色；空氣濃度增大后變成預(yù)混火焰，反應(yīng)溫度高，完全燃燒，火焰呈藍色。富燃料的Bensun火焰可以用Smithell分離法進行內(nèi)外錐分離。Bensun火焰及Smithell火焰分離現(xiàn)象如圖1所示。三、試驗設(shè)備

6、與燃料小型空壓機、穩(wěn)壓筒，Bensun火焰試驗系統(tǒng)，I號長噴管，I號玻璃管，點火器。燃料：液化石油氣。四、試驗步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃氣泄漏造成對人員的危害。2. 開啟空壓機，使空壓機上壓力表達到0.4MPa。保證儲氣罐有足夠的空氣量。3. 按實驗原理系統(tǒng)圖，檢查并連接好各管路，裝上I號長噴管(內(nèi)徑7.18mm)，并套上支撐環(huán)架及I號玻璃管。4. 打開空氣(進氣)總閥，按要求設(shè)定預(yù)混空氣定值器壓力(定值器已預(yù)先調(diào)整好，勿需學(xué)生調(diào)整)。開啟液化石油氣開關(guān)閥，使燃氣管充滿石油氣，然后打開燃氣(進氣)總閥。5. 緩慢打開預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥，使空氣流量指示在150L/h左右。再打開燃氣調(diào)

7、節(jié)閥，使燃氣流量指示在67L/h左右，用點火器在噴管出口點火。6. 調(diào)節(jié)空氣流量，觀察不同空燃比時火焰顏色及形狀的變化。待管口形成穩(wěn)定的Bensun火焰時(空氣流量約275L/h左右)，記錄燃氣和空氣壓力、流量值。7. 火焰內(nèi)外錐分離：調(diào)節(jié)空氣流量(約150L/h左右)，使火焰內(nèi)錐出現(xiàn)黃尖，托起支撐環(huán)架，使玻璃外管升高，當(dāng)外管口超過內(nèi)管口時，火焰便移到外管口上；外管再升到一定距離，外錐仍留在外管口處，而內(nèi)錐移至內(nèi)管口燃燒，從而實現(xiàn)了火焰分離；玻璃外管繼續(xù)升高，外錐被吹脫。記錄燃氣和空氣壓力、流量值。8. 關(guān)閉燃氣和空氣閥門，整理試驗現(xiàn)場。五、數(shù)據(jù)處理記錄形成穩(wěn)定的Bensun火焰及Smithe

8、ll火焰分離現(xiàn)象時的燃氣和空氣壓力、流量值。記錄實驗臺號、環(huán)境壓力和溫度。六、思考題1本生燈火焰的內(nèi)外錐各是什么火焰？為什么？在什么情況下外錐比較明顯？2火焰分離時，為什么錐間距離過大，外錐會被吹脫？實驗二 預(yù)混火焰穩(wěn)定濃度界限測定一、目的：觀測預(yù)混火焰的回火和吹脫等現(xiàn)象，測定預(yù)混火焰的穩(wěn)定濃度界限。二、原理火焰穩(wěn)定性是氣體燃料燃燒的重要特性，在不同的空氣/燃料比時，火焰會出現(xiàn)冒煙、回火和吹脫現(xiàn)象。本試驗裝置可以定量地測定燃料濃度對火焰?zhèn)鞑シ€(wěn)定性的影響，從而繪制得到火焰穩(wěn)定性曲線(回火線)。三、試驗設(shè)備與燃料試驗設(shè)備：小型空壓機、穩(wěn)壓筒，Bensun火焰試驗系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，II號長噴管，有機

9、玻璃擋風(fēng)罩，點火器。燃料：液化石油氣。四、試驗步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃氣泄漏造成對人員的危害。2. 啟動壓縮空氣泵，直至壓氣機停止工作，保證儲氣罐有足夠的空氣量。3. 按試驗原理系統(tǒng)圖，檢查并連接好各管路，裝上II號長噴管及冷卻器(出口直徑10.0mm)，接通循環(huán)冷卻水；罩上有機玻璃擋風(fēng)罩，稍開冷卻水閥，確保冷卻器中有少量水流過。4. 打開空氣(進氣)總閥，按要求設(shè)定預(yù)混空氣定值器壓力(定值器已預(yù)先調(diào)整好，勿需學(xué)生調(diào)整)。開啟液化石油氣開關(guān)閥，使燃氣管充滿石油氣，然后打開燃氣(進氣)總閥。5. 緩慢打開預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥，使空氣流量指示在150L/h左右。再打開燃氣調(diào)節(jié)閥，使燃氣

10、流量指示在3.8L/h左右，用點火器在噴管出口點火。6. 調(diào)節(jié)(增加)空氣流量，使火焰內(nèi)錐出現(xiàn)黃尖，記錄火焰發(fā)煙時的燃氣和空氣參數(shù)。再增加空氣流量，使管口形成穩(wěn)定的Bensun火焰，記錄圓錐火焰的燃氣和空氣參數(shù)。然后緩慢調(diào)小空氣流量，待形成平面火焰時，記錄燃氣和空氣參數(shù)。管口形成平面火焰為回火的貧富燃料線界限。緩慢增加空氣流量，待火焰被吹脫時，記錄燃氣和空氣參數(shù)。上述各種現(xiàn)象時的燃氣和空氣壓力及流量記錄于表一中。7. 在3.85.2L/h之間，再選24個不同燃氣流量點，重復(fù)6.中的實驗內(nèi)容。8. 關(guān)閉燃氣和空氣閥門，整理試驗現(xiàn)場。五、數(shù)據(jù)處理1. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式(等溫)，將燃氣和空氣的

11、測量流量換算成相同壓力(如0.1MPa)下的流量值。2. 根據(jù)換算流量值計算各種情況下的空氣/燃料比。3. 以氣/燃比為縱坐標(biāo)，輸入燃氣量為橫坐標(biāo)，繪制火焰穩(wěn)定性曲線(回火線、吹脫線及發(fā)煙線)。表一 層流火焰穩(wěn)定性的測定燃料：石油液化氣 實驗臺號： 室溫： 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?單位：壓力：kPa 流量：L/h序號黃尖圓錐火焰回火吹脫燃氣空氣燃氣空氣燃氣空氣燃氣空氣壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量壓力流量12345678六、思考題1. 在怎樣的氣燃比下，點火比較容易，為什么？2. 確定回火的濃度界限時，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)空氣和燃氣流量？為什么？實驗三 氣體燃料的射流燃燒、火焰長度及火

12、焰溫度的測定一、目的1. 比較射流擴散燃燒與預(yù)混合燃燒的異同。2. 測定射流火焰的溫度分布。3. 觀察貝克-舒曼(Burk-Schumann)火焰現(xiàn)象。4. 測定層流擴散火焰長度與雷諾數(shù)Re的關(guān)系曲線。二、原理氣體燃料的射流燃燒是一種常見的燃燒方式，燃料和氧化劑都是氣相的擴散火焰。與預(yù)混火焰不同的是：射流擴散火焰燃料和氧化劑不預(yù)先混合，而是邊混合邊燃燒（擴散），因而燃燒速度取決于燃料和氧化劑的混合速度，它是擴散控制的燃燒現(xiàn)象。射流擴散火焰可以由本生燈試驗系統(tǒng)關(guān)閉一次空氣而得到，一般說擴散火焰顏色發(fā)黃，比預(yù)混火焰更明亮，更長。沒有管內(nèi)回火，燃料較富時易產(chǎn)生炭煙?？v向受限同軸射流擴散火焰是研究和應(yīng)

13、用較多的一種火焰。將一根細管放在一粗管（玻璃管）內(nèi)部，使兩管同心，燃料和氧化劑分別從兩管通過。在管口點燃。調(diào)整燃料和氧化劑流量可以得到貝克-舒曼火焰。當(dāng)燃料低速從噴嘴口流出，在管口點燃，可以得到層流擴散火焰。層流擴散火焰長度h與燃氣容積流量qv成正比。本試驗裝置可以驗證這一關(guān)系(實驗中用自制的簡易測高儀或直尺測量火焰高度)?；鹧娴臏囟确植际腔鹧嫜芯康闹匾獌?nèi)容。本實驗中用鉑-老鉑熱電偶測定射流火焰的溫度分布，并以數(shù)字溫度表顯示。三、試驗設(shè)備1. 小型空氣壓縮機、穩(wěn)壓筒，射流擴散火焰試驗系統(tǒng)2. 自制簡易測高儀、坐標(biāo)架，直尺。3. 熱電偶，數(shù)字溫度表4. I號及II號短噴管，II號及III號石英玻

14、璃套管四、試驗步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃氣泄漏造成對人員的危害。2. 接通數(shù)字溫度表進行預(yù)熱，預(yù)熱時間約半小時。3. 啟動壓縮空氣泵，直至壓氣機停止工作，保證儲氣罐有足夠的空氣量。4. 按試驗原理系統(tǒng)圖，檢查并連接好各管路，安裝好II號短噴管(噴口內(nèi)徑7.32mm)。5. 打開空氣(進氣)總閥，按要求設(shè)定射流空氣定值器壓力(定值器已預(yù)先調(diào)整好，勿需學(xué)生調(diào)整)。開啟液化石油氣開關(guān)閥，使燃氣管充滿石油氣，然后打開燃氣(進氣)總閥。6. 分別打開預(yù)混空氣及燃氣調(diào)節(jié)閥，輸入燃氣和空氣(預(yù)混空氣量250L/h左右，燃氣流量4L/h左右)，在噴口點燃，獲得穩(wěn)定的預(yù)混火焰。7. 適當(dāng)開啟射流

15、空氣調(diào)節(jié)閥，安裝III號石英玻璃同心套管，逐漸關(guān)閉預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)從預(yù)混燃燒到擴散燃燒的轉(zhuǎn)變。減小燃氣流量(2L/h)，調(diào)節(jié)射流空氣量，形成不冒黑煙的穩(wěn)定火焰。8. 調(diào)整裝有熱電偶的坐標(biāo)架，使熱電偶順利穿過玻璃套管側(cè)面的測溫孔，并使熱電偶球頭接近火焰。調(diào)節(jié)微分測頭，從火焰表面開始，使熱電偶球頭每隔0.5mm測量一個火焰溫度。將測量結(jié)果記錄到表二中。9. 換裝II號石英玻璃同心套管，將燃氣流量穩(wěn)定在10Lh左右，調(diào)節(jié)射流空氣量，觀察并比較通風(fēng)不足和通風(fēng)過量的火焰現(xiàn)象。過量：火焰明亮，成錐形，長度短；不足：火焰暗紅，變長，冒煙，最后成碗形。10. 將射流空氣量穩(wěn)定在2500L/h左右，調(diào)節(jié)燃氣

16、流量(47L/h)，用自制簡易測高儀或直尺測量不同燃氣流量(不同雷諾數(shù))時的火焰高度。將結(jié)果記錄在表三中。11. 關(guān)閉燃氣及空氣調(diào)節(jié)閥，換裝I號短噴管(噴口內(nèi)徑5.10mm)。分別打開預(yù)混空氣及燃氣調(diào)節(jié)閥，輸入燃氣和空氣，在噴口點燃，獲得穩(wěn)定的預(yù)混火焰。12. 適當(dāng)開啟射流空氣調(diào)節(jié)閥，安裝II號石英玻璃同心套管。13. 將射流空氣量穩(wěn)定在2400L/h左右，調(diào)節(jié)燃氣流量(46L/h)，測量不同燃氣流量(不同雷諾數(shù))時的火焰高度。將結(jié)果記錄在表三中14. 關(guān)閉燃氣和空氣閥門，整理試驗現(xiàn)場。五、數(shù)據(jù)處理1. 根據(jù)表二中從數(shù)字式溫度計讀得的溫度值，作出火焰斷面溫度分布曲線。2. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

17、式(等溫)，將燃氣測量流量換算成噴管出口壓力(當(dāng)?shù)卮髿鈮?下的流量值，求出噴管出口燃氣速度us。填入表三中。3. 作出hqv (火焰高度與燃氣的體積流量)曲線。六、思考題1. 射流擴散火焰與預(yù)混火焰有哪些主要區(qū)別？2. 當(dāng)燃料量輸入量大時，火焰會大量冒煙，試作分析。3. 用熱電偶測量火焰溫度有何利弊？表二 火焰溫度分布測定記錄實驗臺號： 噴嘴直徑：7.32mm 溫度單位： 測點項 mm目 溫度0123456789101112II號短噴管12平均表三 擴散火焰長度h與雷諾數(shù)Re的關(guān)系工況項目 數(shù)值 II號短噴嘴(噴口內(nèi)徑7.32mm)I號短噴嘴(噴口內(nèi)徑5.10mm)1234512345燃氣流量

18、燃氣壓力火焰高度換算后燃氣流量當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?實驗四 靜壓法氣體燃料火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y定一、試驗?zāi)康暮鸵蠡鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋慈紵俣龋┦菤怏w燃料燃燒的重要特性之一，它不僅對火焰的穩(wěn)定性和燃氣互換性有很大的影響，而且對燃燒方法的選擇、燃燒器設(shè)計和燃氣的安全使用也有實際意義。通過本次試驗，要求學(xué)生熟悉靜壓法（管子法）測定火焰?zhèn)鞑ニ俣龋▎挝粫r間內(nèi)在單位火焰面積上所燃燒的可燃混合物的體積）的方法。了解火焰?zhèn)鞑ニ俣萿0、火焰行進速度up和來流（供氣）速度us相互之間的關(guān)系。二、試驗原理在一定的氣流量、濃度、溫度、壓力和管壁散熱情況下，當(dāng)點燃一部分燃氣空氣混合物時，在著火處形成一層極薄的燃燒火焰面。這層高溫燃燒

19、火焰面加熱相鄰的燃氣空氣混合物，使其溫度升高，當(dāng)達到著火溫度時，就開始著火形成新的焰面。這樣，焰面就不斷向未燃氣體方向移動，使每層氣體都相繼經(jīng)歷加熱、著火和燃燒過程，即燃燒火焰鋒面與新的可燃混合氣及燃燒產(chǎn)物之間進行著熱量交換和質(zhì)量交換。層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊拇笮∮煽扇蓟旌衔锏奈锢砘瘜W(xué)特性所決定，所以它是一個物理化學(xué)常數(shù)。過量空氣系數(shù)(即空氣消耗系數(shù))對火焰燃燒溫度的影響見圖3所示，預(yù)熱空氣溫度對火焰燃燒溫度影響見圖4所示，過量空氣系數(shù)對火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊懸妶D5所示。三、試驗設(shè)備及原理圖圖6 靜壓法測定氣體燃料火焰?zhèn)鞑ニ俣仍囼炁_示意圖1空壓機 2LPG罐 3燃氣閥 4燃氣流量計 5空氣流量計 6引射管

20、7溫度計 8穩(wěn)壓筒 9可燃氣進口端 10空氣壓力表 11空氣旁通穩(wěn)壓閥12石英玻璃管 13點火槍四、試驗步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃氣泄漏造成對人員的危害。2. 起動壓縮空氣泵，直至壓氣機停止工作，保證儲氣罐有足夠的空氣量。3. 打開空氣(進氣)總閥，按要求設(shè)定預(yù)混空氣定值器壓力(定值器已預(yù)先調(diào)整好，勿需學(xué)生調(diào)整)。4. 開啟液化石油氣開關(guān)閥，使燃氣管充滿石油氣，然后打開燃氣(進氣)總閥。5. 稍開預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥及燃氣調(diào)節(jié)閥，使石英玻璃管內(nèi)充滿一定濃度的燃氣-空氣可燃混合物(參考參數(shù)：燃氣流量4.2L/h；空氣流量280300L/h)。6. 用點火槍在石英玻璃管出口端點燃可燃混合

21、氣(注意點火槍不能直接對著玻璃管中心，防止流動的可燃混合氣對點火花的吹熄)；如點火不成功，則重新調(diào)整燃氣和空氣的流量，保證可燃混合物處在著火濃度極限范圍內(nèi)，直至點火成功。7. 觀察石英玻璃管口的火焰形態(tài)。8. 交替調(diào)節(jié)預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥和燃氣調(diào)節(jié)閥，使火焰呈預(yù)混合火焰的特征。9. 微調(diào)空氣閥和燃氣閥，使可燃混合氣流量微量減小，致使石英玻璃管口火焰鋒面朝著可燃混合氣一側(cè)緩慢移動。當(dāng)火焰鋒面基本置于石英玻璃管中間段位置時，微量調(diào)節(jié)空氣流量閥門，使可燃混合氣流量微量增大。當(dāng)燃燒速度等于可燃氣的來流(供氣)速度時，火焰行進速度等于零，此時，火焰鋒面在空間駐定靜止不動。如果供氣速度調(diào)節(jié)過大，會造成火焰脫火；

22、反之，會造成回火而吹熄；此時重復(fù)510過程，直至燃燒火焰鋒面在石英玻璃管中間段駐定而不移動。(火焰鋒面駐定參考參數(shù)：燃氣壓力0.30kPa，流量4.2L/h；空氣壓力0.75kPa，流量270L/h)10. 管內(nèi)的火焰特征，在有條件的情況下用數(shù)碼相機或攝像機拍攝管內(nèi)的火焰形狀。11. 記錄試驗臺號，當(dāng)?shù)卮髿鈮海細?、空氣流量及壓力?2. 關(guān)閉燃氣和空氣閥門，整理試驗現(xiàn)場。五、實驗報告及思考題1. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式(等溫)，將燃氣和空氣測量流量換算成(當(dāng)?shù)卮髿鈮合?石英玻璃管內(nèi)的流量值，然后計算出混合氣的總流量，求出可燃混合氣在管內(nèi)的流速us(石英玻璃管內(nèi)徑12.7mm)。由于火焰鋒面駐

23、定時up=0，可以近似認為火焰?zhèn)鞑ニ俣萿0等于來流速度us。2. 靜壓法(管子法)觀察到的火焰有哪些特征？為什么？3. 過量空氣系數(shù)(即空氣消耗系數(shù))和預(yù)熱空氣對火焰的燃燒速度、火焰?zhèn)鞑ニ俣扔泻斡绊懀?. 倘若石英玻璃管無限長且管內(nèi)充滿了可燃混合氣，一端閉口，一端開口；在開口端點火，產(chǎn)生行進火焰，請敘述將會出現(xiàn)怎么樣的燃燒現(xiàn)象？實驗五 本生燈法層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定一、目的1. 鞏固火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊母拍睿莆毡旧鸁舴y量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑砗头椒ā?. 測定液化石油氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?. 掌握不同的氣/燃比對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?，測定出不同燃料百分?jǐn)?shù)下火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊淖兓€。二、原理層流火焰?zhèn)鞑?/p>

24、速度是燃料燃燒的基本參數(shù)。測量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆椒ê芏唷１驹囼炑b置是用動力法即本生燈法進行測定。正常法向火焰?zhèn)鞑ニ俣榷x為在垂直于層流火焰前沿面方向上火焰前沿面相對于未燃混合氣的運動速度。在穩(wěn)定的Bensun火焰中，內(nèi)錐面是層流預(yù)混火焰前沿面。在此面上某一點P處，混合氣流的法向分速度與未燃混合氣流的運動速度即法向火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗥胶猓@樣才能保持燃燒前沿面在法線方向上的燃燒速度(圖7)，即u0=us.sin （1）式中：us混合氣的流速（cm/s）；火焰錐角之半?；?（2）式中：qv混合氣的體積流量（L/s）； h火焰內(nèi)錐高度（cm）； r噴口半徑（cm）?；鹧娓叨萮，可由自制簡易測高儀測出。三、

25、試驗設(shè)備及燃料1. 試驗系統(tǒng)與試驗二相同，用II號長噴管加冷卻水套。2. 自制簡易測高儀。3. 燃料：液化石油氣。四、試驗步驟1. 調(diào)整自制簡易測高儀，使測高儀的不銹鋼箭頭對準(zhǔn)火焰內(nèi)錐。2. 其它準(zhǔn)備工作與試驗二相同。3. 根據(jù)液化石油氣火焰的穩(wěn)定性曲線，預(yù)先估計制得各種混合比所需的空氣和燃料流量，以避免燃料百分比數(shù)過于接近而影響曲線的繪圖。4. 緩慢調(diào)節(jié)空氣和燃氣流量，當(dāng)火焰穩(wěn)定后，用測高儀測得火焰內(nèi)錐高度。測量狀況不少于6種，為減少測量誤差，對每種情況最好測三次，然后取平均值。五、數(shù)據(jù)處理1. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式(等溫)，將燃氣和空氣測量流量換算成(當(dāng)?shù)卮髿鈮合?噴管內(nèi)的流量值，然后計

26、算出混合氣的總流量，求出可燃混合氣在管內(nèi)的流速us(II號長噴管內(nèi)徑10.0mm)，并求出燃氣在混合氣中的百分?jǐn)?shù)。2. 計算出火焰?zhèn)鞑ニ俣萿0，將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表四內(nèi)，以火焰?zhèn)鞑ニ俣葹榭v坐標(biāo)，繪制火焰?zhèn)鞑ニ俣认鄬τ谌細獍俜直鹊那€。六、思考題1. 液化石油氣的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣仁嵌嗌?？對?yīng)的燃氣百分?jǐn)?shù)是多少？誤差如何？2. 應(yīng)選定Bensun火焰的哪個面為火焰前沿面？為什么？3. 測量富燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，存在哪些困難？用本生燈法能否解決？表四 本生燈法層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定噴管口面積： 室溫： 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?kPa實驗臺號： 單位：壓力：kPa 流量：mL/h序號燃氣測量值 空氣測量值折算流量總

27、流量qv(mL/s)燃氣體積百分?jǐn)?shù)氣流出口速度us(cm/s)火焰?zhèn)鞑ニ俣萿0(cm/s)火焰高度(mm)壓力流量壓力流量燃氣空氣1123平均2123平均3123平均4123平均5123平均6123平均實驗六 水煤漿滴的燃燒實驗一、水煤漿應(yīng)用背景石油資源的緊缺使我國相當(dāng)一部分燃油爐的燃料發(fā)生困難。由于水煤漿與液體燃料在許多方面有相似之處，以水煤漿代替液體燃料的研究得到廣泛的重視，取得了很大的進展。它在煤粉中加入一定比例的水和少量表面活性劑制成的水煤漿有許多特點。它可以象石油一樣用管道輸送，只需改動燃油爐的某些部件，如有水煤漿噴嘴就可在油爐中燃燒。由于含有水分，燃爐中火焰溫度較低，保護了熱部件，同時降低了污染等。近十年來，有關(guān)水煤漿燃燒的工業(yè)性實驗和基礎(chǔ)研究取得了一批重要成果。使人們對這種代用燃料的特性有了一定的認識。畢竟水煤漿是一種兩相非牛頓流體，與純液體燃料