燃燒學第二章作業(yè)

1、旋流燃燒器混合特性實驗方案設計 班級：學號：姓名： 如圖所示的旋流燃燒器，由同軸的兩根同心管道組成，中心管通燃料氣，外層管道通助燃空氣（帶有旋流），當空氣和燃料氣噴入爐膛之后發(fā)生混合，并通過旋轉射流的回流區(qū)卷吸爐膛內的高溫煙氣，因此射流中的氣體由三種成分混合而成：燃料氣、空氣、爐膛內煙氣。為掌握燃燒器的燃燒特性，需要了解爐膛空間中各處的氣體成分比例（假定暫不考慮化學反應引起的成分變化）。一：實驗目的為掌握燃燒器的燃燒特性， 需要了解爐膛空間中各處的氣體成分比例（假定暫不考慮化學反應引起的成分變化） 。二：實驗原理 由于本實驗只需要求得混合后氣體的成分比例，不要求混合后氣體的濃度。因此，只需要根

2、據(jù)熱流密度守恒即可求得混合后氣體成分的比例，而不需要以溫度場模擬濃度場。 對于兩股射流與高溫煙氣的混合問題，燃料氣溫度為T1，空氣溫度為T2，高溫煙氣溫度為T3。對于爐膛空間中的任一點，假設其溫度為Txy，該點物質中來自燃料氣的成分的質量分數(shù)為m1，來自空氣的成分的質量分數(shù)為m2，來自高溫煙氣的成分的質量分數(shù)為m3。根據(jù)熱流密度守恒，有： 若假設三種氣流，則上式可以簡化為： 式中為待測量，為待求值。 由于未知數(shù)有3個而方程只有兩個，故方程不封閉無法求解。故，實驗中須改變，測出兩次不同溫度下的，與上述兩個方程組成封閉方程組如下：式中：混合氣體中來自燃料氣的成分的質量分數(shù)；混合氣體中來自空氣的成分

3、的質量分數(shù)；混合氣體中來自高溫煙氣的成分的質量分數(shù)；第一次輸入的燃料氣的溫度；第一次輸入的空氣的溫度；第一次實驗的高溫煙氣的溫度；第一次實驗中爐膛中坐標為(x,y)點的溫度；第二次輸入的燃料氣的溫度；第二次輸入的空氣的溫度；第二次實驗的高溫煙氣的溫度；第二次實驗中爐膛中坐標為(x,y)點的溫度；三：實驗設備 熱電偶溫度計、冰點瓶、數(shù)字式電壓表四：實驗系統(tǒng)連線圖四：實驗步驟1.按照實驗系統(tǒng)連線圖連線。2.建立如圖所示坐標系，開啟進氣系統(tǒng)，待溫度穩(wěn)定后依次記錄1點、2點、3點的電勢值。依照實驗具體情況在第一象限與第四象限取足夠數(shù)量的離散點代替連續(xù)溫度場進行研究，分別記錄其電勢值。3.改變進氣（燃料氣和空氣）溫度，重復步驟二（注意：此時選取的點應與步驟二選取的點一致）。4.關閉系統(tǒng)，拆除連線。四：數(shù)據(jù)處理 對于每個點（x,y），實驗均測得了兩組數(shù)據(jù)（,）、（,）。將這兩組數(shù)據(jù)分別代入下面這個式子中計算即可得到該點處的氣體成