[科普中国]-燃烧方式

燃烧前已与燃气混合的空气量与该燃气燃烧的理论空气量之比，称为一次空气系数，当一次空气系数大于0而小于1时，称为半预混燃烧；当一次空气系数大于或等于1时，称为全预混燃烧。煤气燃烧方式，按一次空气和二次空气的比例及混合方法。

简介燃料燃烧所需要的全部时间通常由两部分合成，即氧化剂和燃料之间发生物理性接触。燃烧前已与燃气混合的空气量与该燃气燃烧的理论空气量之比，称为一次空气系数，当一次空气系数大于0而小于1时，称为半预混燃烧；当一次空气系数大于或等于1时，称为全预混燃烧。

分类煤气燃烧方式，按一次空气和二次空气的比例及混合方法，可分为以下四种方式：

1） 扩散式燃烧

在燃烧之前，煤气不与空气混合，不形成混合气，只是把煤气喷射到空气中，使其燃烧。全为二次空气，不混入一次空气。在层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用使周围氧气进入燃烧区，在湍流状态下，则依靠湍流扩散作用来获得燃烧所需的氧气。由于分子扩散进行得比较缓慢，因此层流扩散燃烧的速度取决于氧的扩散速度。燃烧的化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小。1

特点：火焰平稳，不回火、没有灭火噪音，不需要调节空气等。燃烧最高温度达1200°C。

应用：煤气快速热水器、常明火、点火棒都采用这种方式。

2） 大气式燃烧：

煤气与空气预先混合，形成混合气体，混合气体从火孔流出，一经点燃，就有部分煤气靠一次空气首先进行燃烧，形成火焰的内锥（焰心）。余下的燃气仍依靠扩散作用进行燃烧和周围的空气（称二次空气）混合燃烧，形成火焰的外锥。

特点：燃烧过程中不时地发出噪音，火焰呈淡兰色。最高温度在内焰顶端上部达1180℃。

应用：广泛应用于一般煤气灶具。

3） 半大气式燃烧：应用于热水炉、热风采暧炉等。

4） 无焰式燃烧（完全一次空气式）：应用于红外燃烧器。

燃烧过程强化的途径强化燃烧过程主要从提高温度和加强气流混合等方面来考虑。采用不同的燃烧方式是实现强化燃烧的首选，对于需要强化燃烧的场所，应尽量采用预混燃烧方式，一次空气系数越大，燃烧强度越大。2

对于燃烧方式一定的燃烧设备，实用的强化燃烧的主要途径有以下几方面（主要用于工业燃烧设备）。

(一)预热燃气和空气，可以提高火焰传播速度，增加反应区内的反应速度，提高燃烧温度，从而增加燃烧强度。

(二)加强紊动，能增加大气式和扩散式燃烧燃烧强度。

(三)烟气再循环 ，可提高反应区的温度，从而增加燃烧强度。

(四)应用旋转气流，能大大改善混合过程。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所