誌承教你對於燃燒器的再認識

2026-04-04 10:51:54上海誌承熱工設備有限公司396

（1）燃燒器與射流
sheliuyuguanneiliudongbutong，qituolileguankou，bushouguanbideyingxianghexianzhi，bingqieyuzhouweideqitijiechuhehunhe。yaotouzhuranshaoqiyuercifengdejiechuhehunhezhijieyingxiangranshaoxiaolv。

射流有層流和湍流兩種狀態，窯頭燃燒器屬於湍流射流。

射流分自由射流與受限射流，由於燃燒器噴出後受到回轉窯窯壁的限製，因此屬於受限射流。

自由射流的形成與特點：氣qi體ti噴pen出chu後hou，不bu僅jin沿yan軸zhou向xiang向xiang前qian運yun動dong，由you於yu與yu周zhou圍wei氣qi體ti速su度du差cha的de存cun在zai，還hai發fa生sheng橫heng向xiang運yun動dong，使shi得de噴pen出chu氣qi體ti與yu周zhou圍wei氣qi體ti不bu斷duan地di互hu相xiang摻chan混hun，進jin行xing質zhi量liang和he動dong量liang交jiao換huan，從cong而er帶dai動dong周zhou圍wei氣qi體ti一yi起qi向xiang前qian運yun動dong。

yinci，sheliuzaixiangqianliudongguochengzhong，qiliulianghehengjiemianjibuduanzengda，liusuzhujianjiangdi，xingchengxiangzhouweikuosandezhuixingtideliudong，ranhousheliuzaizhouweiqitizhongxiaoshi（淹沒）。

關於自由射流的具體參數，包括極角、射流半徑、軸心速度、體積流量、平均速度、質量平均速度等，在這裏就不進行介紹。大家可以學習《矽酸鹽工業熱工基礎》。

（2）特殊的射流：同心射流的混合
之所以單獨說同心射流，因為其更接近與現有的燃燒器（除了沒有考慮旋流風、中心風）。同(tong)心(xin)射(she)流(liu)指(zhi)的(de)是(shi)一(yi)股(gu)氣(qi)體(ti)從(cong)中(zhong)心(xin)管(guan)噴(pen)出(chu)，另(ling)外(wai)一(yi)股(gu)氣(qi)體(ti)從(cong)周(zhou)圍(wei)噴(pen)出(chu)。對(dui)於(yu)水(shui)泥(ni)窯(yao)燃(ran)燒(shao)器(qi)來(lai)說(shuo)，煤(mei)風(feng)攜(xie)帶(dai)煤(mei)粉(fen)從(cong)中(zhong)心(xin)噴(pen)出(chu)，軸(zhou)流(liu)風(feng)從(cong)環(huan)隙(xi)噴(pen)出(chu)，高(gao)速(su)的(de)軸(zhou)流(liu)風(feng)卷(juan)吸(xi)高(gao)溫(wen)二(er)次(ci)風(feng)，同(tong)時(shi)軸(zhou)流(liu)風(feng)與(yu)煤(mei)風(feng)由(you)於(yu)速(su)度(du)差(cha)的(de)存(cun)在(zai)，也(ye)會(hui)發(fa)生(sheng)混(hun)合(he)，這(zhe)對(dui)於(yu)煤(mei)粉(fen)的(de)快(kuai)速(su)燃(ran)燒(shao)有(you)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。

這裏暫且不考慮軸流風對二次風的卷吸作用，僅考慮軸流風卷吸二次風後與中心風的同心射流。

同心射流混合的速度與外層氣流速度（w）與中心氣流速度（w0）之比、中心管徑和外層氣流厚度、兩股氣流的交角等。

重點說下外層氣流速度（即軸流風速度）與中心氣流速度（即煤風速度）之比的影響。兩者之比對兩股氣流在射流軸線上的混合速度影響如下圖所示。可以看出，當w/w0增加時，中心軸線上的濃度降低較快，這說明混合速度在加快。

其原因是，如果煤風速度加快了，使卷吸二次風後的軸流風不易深入到煤風中去；如果軸流風速度加快了，使氣體質點的湍流擴散速度加快，軸流風更容易深入到中心流中去，有利於氣流的混合。

需xu要yao指zhi出chu的de是shi，一yi般ban情qing況kuang下xia煤mei風feng速su度du固gu定ding，如ru果guo提ti高gao軸zhou流liu風feng速su度du，這zhe雖sui然ran有you助zhu於yu湍tuan流liu擴kuo散san加jia快kuai，促cu進jin混hun合he，但dan同tong時shi使shi得de氣qi流liu射she程cheng增zeng大da，不bu利li於yu軸zhou流liu風feng與yu煤mei風feng在zai一yi定ding距ju離li內nei的de混hun合he。因yin此ci，軸zhou流liu風feng速su度du增zeng加jia後hou，對dui於yu火huo焰yan長chang度du的de影ying響xiang是shi複fu雜za的de，有you可ke能neng因yin為wei促cu進jin湍tuan流liu和he混hun合he而er縮suo短duan火huo焰yan，也ye有you可ke能neng因yin為wei射she程cheng增zeng大da而er使shi火huo焰yan延yan長chang。

（3）特殊的射流：旋轉射流
旋流風的存在使得燃燒器射流屬於旋轉射流。顧名思義，旋轉射流除了在軸向、徑向上具有速度外，在周向（切向）上也存在速度，從而促使氣流旋轉。旋轉射流在同心射流的基礎上，由於旋轉作用的存在，紊流強度增加了很多，同時擴展角增大到了90-120°，使得其外表麵積增大，從而增強了氣體與燃料的混合效果，促進了燃料的快速燃燒，並縮短了射程，即後火焰長度。

這裏說下旋轉強度Ω。旋轉強度是評價旋轉強度的符號，也稱為旋流度，定義為：

Ω=L0/（K0×d/4）

其中，L0是旋轉設備出口角動量的軸向通量（可以理解為切向推力）；K0是旋流設備出口軸向推力；d是旋轉設備噴出口的直徑（這裏旋轉設備指的就是燃燒器）。具體的計算過程這裏不再闡述，可以參考清華大學吳學增等《旋轉射流的特點、旋流強度的計算及在燃燒器上的應用》(http://www.doc88.com/p-0713571515190.html)，及江旭昌《多風道煤粉燃燒器旋流數的分析與計算》，水泥，2014（9）。

旋xuan轉zhuan強qiang度du越yue大da，旋xuan轉zhuan射she流liu切qie向xiang速su度du越yue大da，回hui流liu區qu也ye越yue大da，射she流liu擴kuo散san角jiao也ye越yue大da，射she流liu的de射she程cheng越yue短duan。也ye就jiu是shi說shuo，旋xuan轉zhuan強qiang度du越yue大da，火huo焰yan越yue粗cu，同tong時shi越yue短duan。

需xu要yao指zhi出chu的de是shi，當dang忽hu略lve燃ran燒shao器qi出chu口kou處chu與yu外wai界jie的de靜jing壓ya差cha時shi，所suo得de的de旋xuan轉zhuan強qiang度du稱cheng為wei旋xuan流liu數shu。而er大da量liang實shi踐jian證zheng明ming，此ci時shi的de誤wu差cha不bu會hui很hen大da。旋xuan流liu數shu可ke以yi直zhi接jie根gen據ju燃ran燒shao器qi的de形xing式shi和he結jie構gou尺chi寸cun進jin行xing求qiu解jie。同tong時shi，對dui於yu不bu同tong結jie構gou的de燃ran燒shao器qi，即ji使shi其qi旋xuan流liu數shu相xiang同tong，出chu口kou速su度du場chang的de特te性xing仍reng可ke能neng有you較jiao大da的de差cha異yi。

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