液体燃料的燃烧方法

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1、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(

2、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

3、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

4、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

5、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就开始分裂成无数的细滴而实现雾化，如图5-34(b)所示雾化现象。 图5-33涡旋喷射器图5-34离心式喷射的雾化原理图    3)以空气或蒸汽等气体为喷雾的煤介质将液体燃料雾化如图5-35所示的二流体喷射器，使燃料和空气(或蒸汽)分别从不同的喷口喷出，然后两者在喷嘴口混合而喷出。其雾化原理是利用燃料和空气(或蒸汽)的相对速度变化来实现雾化，且它们之间的相对速度越大，就越能促进雾化：此

6、种方法中，虽然空气(或蒸汽)的压力比较低，也能得到很细的喷雾。 图5-35二流体喷射器图5-36旋转喷射器    4)从旋转的圆板或杯子的外周以离心力将液体燃料甩出和分散如图5-36所示的旋转喷射器，设计中把风机的出风口和转杯设在同一轴线上。其雾化原理是燃料沿轴线靠转杯的旋转送出，并在转杯口附近形成液膜状，此液膜在风机的出风口借助风速风力将液膜粉碎而实现雾化。    除上述被广泛采用的液体燃料雾化方法外，还有如从旋转的喷孔以离心力将液体喷出的旋转离心喷射器的雾化、使液体之间相互对喷或者使喷液和固体壁面撞击的液体火箭的雾化、利用声波或超声波进行雾化或促进雾化的超

7、声波雾化器、利用高压静电使液体燃料分裂的静电喷射器雾化等方法。