液体燃料的燃烧方法.doc

液体燃料的燃烧方法液体燃料燃烧时,一般不发生液相反应,它通常是蒸发成为燃料的蒸气,然后蒸气和氧气发生反应而实现燃烧。因此,根据蒸发方法不同而有如下的燃烧方式:(1)液面燃烧液面燃烧是一种依靠热辐射和热对流原理从附近火焰传热到液面,使液体燃料蒸发,然后在液面的上部进行扩散式燃烧,如煤油的釜式燃烧图5-28就属此种方式。图5-28釜式燃烧图5-29灯芯燃烧(2)灯芯燃烧灯芯燃烧是一种依靠灯芯将燃料从下面的液体燃料贮藏器中吸到灯芯的顶部,并在灯芯的表面蒸发,然后进行扩散式燃烧,如常用的煤油灯燃烧和煤油炉燃烧就属此种燃烧方式(图5-29)。(3)蒸发燃烧蒸发燃烧是—种利用一部分燃烧热量使液体燃料在蒸发管中受热而蒸发,然后象燃气一样和空气混合进行燃烧的方式。如燃气轮机的蒸发式燃烧器及加压式燃烧器的燃烧方式就属此类。图5-30为液体燃料的蒸发燃烧机理示意图。图5-30蒸发燃烧(4)喷雾燃烧喷雾燃烧是用喷雾器把液体燃料雾化成无数的直径为几微米至几百微米的微小油滴,然后和空气或氧气混合进行燃烧。在燃烧过程中,它包含着液体燃料的雾化、喷雾和空气(或氧气)的混合、油滴的蒸发和燃烧等单元过程所组成。如柴油发动机和燃油锅炉的燃烧方式就属此类。图5-31为喷雾燃烧机理示意图。喷雾燃烧的燃烧工况与燃烧装置大小、所用燃料种类、雾化和混合的方法等有关,通常有以下四种燃烧工况:1)雾化好、油滴小、燃烧用的一次空气量多由于油滴小、蒸发快,而且一开始就有充足的空气量混合进去,故有着和气体燃料预混合燃烧器相类似的燃烧过程。2)雾化好、一次空气量少仅管油滴的蒸发是快的,但因一次空气量不足,故有着和气体燃料扩散式燃烧相类似的燃烧过程。3)雾化差、油滴大,一次空气量多由于有充足的空气,整个燃烧过程主要取决于油滴的蒸发速度,而油滴的蒸发快慢除与油滴大小有关外,还取决于液体燃料的种类和特性。4)雾化差、一次空气量又少此种情况中,油滴的蒸发速度以及从周围的空气的扩散这两个因素同时对燃烧过程起着支配作用。从上述喷雾燃烧的四种常见工况看出,雾化过程是喷雾燃烧的最初的重要的阶段。而通常采用的雾化方法有下列几种:1)使液体燃料从喷嘴高速喷出如图5-32所示的单孔喷射器,先给燃料加压,从喷嘴孔中以高速喷射出来。其雾化原理是由于液体喷流的力学不稳定现象以及喷流和空气之间的剪切作用,使液流粉碎成无数微小的液滴群。图5-32单孔喷射器2)使燃料作回转运动时,然后从孔口以液膜状态喷出如图5-33所示的涡流喷射器,先使液体燃料以切线方向送入喷射器的回旋室中,由此燃料作回旋运动并以液膜状态喷出孔口。其雾化原理是当喷射压力小的时候,液膜的起始段上出现如图5-34(a)所示缩腰现象,但当压力增加后,这种缩腰现象就会消失,并在喷嘴出口附近液膜