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一般我們經(jīng)常見到的燒嘴都是煤氣為中心射流,空氣為周圍射流,形成的同心射流,由于射流間的相互擴散,使煤氣與空氣混合。所以深井爐射流的相互作用對于燒嘴的設(shè)計與調(diào)節(jié)有實際意義。
當其他條件相同時,同心平行射流的混合速度**慢,火焰**長。為了改善混合條件。曾進行了大量實驗研究,總結(jié)成以下若干規(guī)律。
(1)增加中心射流和外圍射流的相對速度(即速度比釗外/二中)??梢允够旌纤俣仍黾?,而與兩射流的**速度關(guān)系不大。
(2)射流的直徑愈小,則混合的速度愈高。
(3)兩射流存在一定的交角,則混合的強度增加。
(4)在噴口安裝某種障礙物(如導向葉片),可以使混合強度增加。這些規(guī)律都已作為改善混合的措施,應(yīng)用于氣體然料和液體嫩料的燃燒。
限制射流
射流在管道或爐膛內(nèi)流動,四周被包圍,這種射流稱為限制射流。如果空間很大,而噴口的截面相對很小,仍可作為自由射流。如果噴口截面相對很大,而限制空間較小,噴出的氣體很快充滿整個空間,這就相當于氣體在管道內(nèi)流動。爐氣流動多屬限制射流的情況。
如圖2-39所示。設(shè)限制射流的出門截面遠大于噴口截面。氣體從噴口流出以后在限制空間形成流股(射流主流),流股的前半段與自由射流的特點相似,沿軸向動量基本保持不變,速度減小。流量增加,射流截面擴大。只是限制空間里沒有可供吸人的大量氣體,截面的擴大沒有自由射流那樣顯著。流股的后半段與自由射流截然不同,動量顯著減小,壓力明顯增加,因此在限制空間的始端和末端造成壓力差。在反壓的作用下,流股邊緣速度較小的一部分,將會由于與周圍介質(zhì)的摩擦而與射流主流分開,回流到靜壓較低的地方(噴嘴附近),在流股周圍循環(huán)而形成環(huán)流區(qū)。環(huán)流區(qū)的位置、大小和流動方向,與射流的人口、出口位置,限制空間的大小,射流主流的運動方向都有關(guān)。圖2-40可以幫助定性地了解環(huán)流區(qū)的大致情況。限制射流的這些特點。對爐膛的壓力分布和氣體運動具有實際意義。
爐內(nèi)的氣體流動
火焰爐內(nèi)的氣體流動對爐內(nèi)的燃燒、傳熱和傳質(zhì)過程有著重要的影響。維持爐內(nèi)正常的氣體流動,可以得到加熱所需要的溫度分布和壓力分布?,F(xiàn)以連續(xù)加熱爐和室狀爐為例,說明爐內(nèi)氣體流動的特點。