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燃气红外线辐射器回火因素分析
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:15
本文章共3409字，分3页，当前第1页，快速翻页：
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利用燃烧各种气体，如：天然气、液化石油气、人工煤气、沼气等而辐射出大量各种波长红外线的装置称为燃气红外线辐射器（以下简称辐射器），由于辐射器所发射的红外线波长具有良好的热特性，即可透过空气层，并能穿过物体或人体表层一定深度，从内部加热物体或人体，这些特性，在工程上生活中，都有很大的实用价值。
辐射器具有结构简单、外形小巧、发热量大、热效率高、用金属材料少、操作简单、维护容易等特点，它对于改善加热、烘烤、保温等场所的劳动卫生条件、提高劳动生产率，有显著的作用，是一种较先进的高温辐射热源。目前广泛应用于各种工艺中的烘烤、干燥以及各种情况下的采暖。随着我国燃气事业的发展，使用燃气的城市日益增加，从发展及城市环境保护的长远观点来看，以城市燃气取代污染严重的煤和石油是必然的趋势。因此，辐射器必将在工业、农业、交通和人民生活中得到广泛的应用。
辐射器是一种采用无焰燃烧方式的燃气用具。无焰式燃烧的特点是：在燃烧之前将燃气和空气实现全部预混，燃烧器的过剩空气系数α和一次空气系数α1相同，也即不再需要二次空气，并设置专门的火道（或网格等），使燃烧区内保持稳定的温度。在这样的条件下，燃气——空气混合物到达燃烧区后能瞬间完成燃烧，火焰很短甚至看不见。理论上，这种燃烧方式的过剩空气系数α可以取为1，但在实际上，为保证完全燃烧，一般取略大于1的数值。由于过剩空气系数比较小，因此这种燃烧方式能达到较高的燃烧温度，而且燃烧比较完全，化学不燃烧较少。
另一方面，由于这种燃烧方式的一次空气系数α1较大，又造成这种燃烧方式的稳定性较差，也即容易发生回火的缺点。从我们掌握的家用辐射器维修情况看，85%以上是由于各种原因乱的回火而请求修理的。生产工艺上需要使用辐射器的工厂也反映，回火影响其正常工作的主要故障。
燃气红外线辐射器的结构见图1，它主要由燃气喷嘴、引射器、辐射器外壳、辐射器头部、分配板等组成。其头部由于所用的材料不同，可分为金属网式及多孔陶瓷板式两大类，目前国内生产和使用的以前者为主，本文也主要以前者分析对象。（见图1）
金属网式辐射器头部由不少于两层的金属网构成，各层分别由不同直径，不同目数而又耐高温腐蚀的金属网构成，最外面一层金属网丝径较粗，而且目数较少，称为外网；外网下面的称为内层网，它由一层或几层规格相同的金属网构成，这层网丝径较细，目数也较多；内网的下面，还有一层刚度较大的托网，起支撑内网的作用。有时为解决内网在高温下易变形的问题，还可将内网预压制花纹。
金属网的材料，国内目前采用价格便宜、来源丰富的铁铬铝合金丝。
由于外网的丝径粗、目数少（常用规格为每个网孔面积7.96mm2）网孔截面超过了燃气回火极限孔径，具备了回火的条件，因此燃烧不会超出外网。当在外网的外面点火时，火焰立即因回火而缩回外网下燃烧；而内网因丝径细、目数多（常用规格为每个网孔面积0.33mm2），燃气——空气混合物通过金属网孔时的速度较大，具备了脱火的条件，火焰将在内网外表面一定距离的地方进行燃烧。这样燃烧就被限制在内网与外网之间的空间内，而外网实际上起着火焰稳定器的作用。而火焰燃烧的位置，将由燃气的压力、成分、引射器的阻力、内外网之间的距离等因素决定，这就是辐射器的正常燃烧过程。
普通燃烧器的不稳定工作状态主要有两种：一种为脱火，另一种为回火，这两种状态都是不能允许的。对于辐射器，由于它的结构及燃烧方式所决定，脱火现象发生的可能性极小（仅仅只有当多孔陶瓷板式的辐射器处于焰道孔径小，气源压力高，燃气的燃烧速度又慢的特定条件下，才会发生脱火），经常发生的是回火现象。
所谓回头，就是燃烧火焰由原来的正常位置回缩到外壳、引射器，甚至在喷嘴上的现象。从本质上讲，当燃气——空气混合物在燃烧面法线方向的速度分量，小于该混合物的火焰传播速度时，就会发生火焰缩回燃烧器内部燃烧的回火现象。
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