平焰燒(shao)嘴磚是以進入到燒(shao)嘴的(de)天燃(ran)氣(qi)(qi)和空氣(qi)(qi)，在旋(xuan)流器的(de)作用下，天燃(ran)氣(qi)(qi)和空氣(qi)(qi)強烈的(de)旋(xuan)轉，沿垂(chui)直于燒(shao)嘴磚中心(xin)的(de)爐(lu)墻表面(mian)展(zhan)開，并在緊(jin)靠爐(lu)墻的(de)一(yi)層(ceng)空間內燃(ran)盡，形成圓盤型火焰，直徑1~3m，厚度100~200mm。采用平焰燒(shao)嘴后，由于(yu)熱輻射能(neng)力加強，溫(wen)度(du)場均(jun)勻，故升溫(wen)速度(du)快(kuai)，金(jin)屬(shu)氧化燒(shao)損率(lv)低，對實現剛才均(jun)勻加熱，快(kuai)速加熱，節約燃料(liao)有顯著(zhu)的效果。

燒(shao)嘴(zui)磚(zhuan)(zhuan)的(de)作用之一(yi)(yi)就(jiu)(jiu)是使旋轉射(she)流(liu)(liu)(liu)較容易地呈現一(yi)(yi)定(ding)的(de)流(liu)(liu)(liu)型。具體到(dao)平(ping)焰(yan)燃(ran)燒(shao)來說，就(jiu)(jiu)是要使旋轉射(she)流(liu)(liu)(liu)形(xing)成平(ping)面(mian)氣流(liu)(liu)(liu)（此氣流(liu)(liu)(liu)若(ruo)是燃(ran)氣和空氣混合物(wu)，經點火(huo)即可形(xing)成平(ping)面(mian)火(huo)焰(yan)）。因此要求燒(shao)嘴(zui)磚(zhuan)(zhuan)內部(bu)形(xing)狀(zhuang)最(zui)好與旋轉氣流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)型一(yi)(yi)致(zhi)，避免形(xing)成外部(bu)旋渦，減小阻(zu)力損(sun)失，以利(li)于(yu)氣流(liu)(liu)(liu)的(de)附壁和平(ping)面(mian)擴展。下面(mian)我們就(jiu)(jiu)根(gen)據旋轉流(liu)(liu)(liu)體旋渦的(de)特性對燒(shao)嘴(zui)磚(zhuan)(zhuan)形(xing)狀(zhuang)進(jin)行討論。

1.根據強制旋渦壓力分布(bu)曲(qu)線選擇(ze)喇(la)叭口燒嘴磚(zhuan)外形

從燃燒(shao)器環形(xing)通道流(liu)(liu)(liu)(liu)出(chu)的(de)(de)(de)漩渦(wo)(wo)屬于(yu)圓形(xing)強制旋(xuan)渦(wo)(wo)，其(qi)徑向(xiang)(xiang)壓力(li)分布(bu)為拋(pao)(pao)物(wu)(wu)線型。如果要保(bao)持(chi)這(zhe)個(ge)旋(xuan)渦(wo)(wo)流(liu)(liu)(liu)(liu)出(chu)通道后(hou)仍(reng)按拋(pao)(pao)物(wu)(wu)線型前(qian)進，就必須做(zuo)一(yi)個(ge)與(yu)此(ci)漩渦(wo)(wo)流(liu)(liu)(liu)(liu)面相適(shi)應(ying)的(de)(de)(de)拋(pao)(pao)物(wu)(wu)線燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)。這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)避(bi)免在渦(wo)(wo)核邊界(jie)上形(xing)成誘導(dao)速(su)度(du)和旋(xuan)渦(wo)(wo)，并使旋(xuan)轉射(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)前(qian)進較(jiao)大距離。但由于(yu)旋(xuan)轉射(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)半徑較(jiao)小(xiao)，故(gu)燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)必須做(zuo)的(de)(de)(de)很長(chang)、很大。實(shi)際應(ying)用中(zhong)，不可能(neng)將燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)做(zuo)的(de)(de)(de)太長(chang)，而(er)是(shi)比較(jiao)短，因此(ci)，旋(xuan)轉氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)(liu)出(chu)燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)之后(hou)，仍(reng)有一(yi)定的(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)速(su)度(du)，而(er)徑向(xiang)(xiang)速(su)度(du)較(jiao)小(xiao)，不能(neng)形(xing)成充分平(ping)展(zhan)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)。這(zhe)種火(huo)焰（氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)）對流(liu)(liu)(liu)(liu)作用強，而(er)輻射(she)作用較(jiao)差。所謂碗形(xing)燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)所形(xing)成的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)就是(shi)這(zhe)種情形(xing)。碗形(xing)曲線相似于(yu)拋(pao)(pao)物(wu)(wu)線，當然把燒(shao)嘴磚(zhuan)(zhuan)(zhuan)做(zuo)成與(yu)加熱空(kong)間和旋(xuan)渦(wo)(wo)大小(xiao)一(yi)致那是(shi)最理想的(de)(de)(de)。

2.按照自由旋渦(wo)壓力(li)分布選擇喇叭口燒(shao)嘴磚(zhuan)外形(xing)

為了(le)使旋轉射流(liu)在(zai)徑向(xiang)(xiang)有更大(da)(da)的(de)(de)擴(kuo)展(zhan)直徑，形成(cheng)平展(zhan)氣流(liu)，增強火焰的(de)(de)輻(fu)射面(mian)積，我們利(li)用射流(liu)的(de)(de)附(fu)壁效應(ying)(ying)和自由漩渦壓力(li)分布特性，把平焰燃燒通道流(liu)出的(de)(de)漩渦一邊(bian)沿喇(la)叭口的(de)(de)燒嘴磚軸向(xiang)(xiang)前進，一邊(bian)向(xiang)(xiang)徑向(xiang)(xiang)擴(kuo)展(zhan)。從(cong)而減小了(le)磨檫阻力(li)損(sun)失。在(zai)離心(xin)力(li)和附(fu)壁效應(ying)(ying)作用下，氣流(liu)將以(yi)更大(da)(da)的(de)(de)徑向(xiang)(xiang)速度擴(kuo)展(zhan)，形成(cheng)平展(zhan)氣流(liu)，增大(da)(da)了(le)氣流(liu)平面(mian)

3.關于(yu)喇(la)叭口的平焰(yan)燒嘴(zui)磚尺寸

采用(yong)擴張型(xing)燒嘴磚作為延伸(shen)段具有(you)使軸(zhou)向(xiang)和切向(xiang)速度峰值之間(jian)徑向(xiang)隔開(kai)距離加大，并使反向(xiang)質量(liang)流(liu)量(liang)加大的綜合影響，所(suo)以(yi)平(ping)焰燒嘴磚推(tui)薦(jian)長度L=（1~2）d，其中(zhong)d是(shi)噴管喉部(bu)直徑，氣(qi)流擴散角(jiao)θ大于100°很容易向徑向展開，形成平展氣流(liu)，而半(ban)徑R=0.8~2.0D范圍內(nei)都(dou)能形成平焰(yan)。用中壓空氣(qi)做旋轉流體帶動(dong)直(zhi)噴(pen)口噴(pen)出的低(di)壓焦爐煤氣(qi)的平焰(yan)燃燒(shao)器，對喇叭(ba)口曲率(lv)半徑R=0.7~3.5D的14個燒嘴磚進行(xing)試(shi)驗(yan)，結果表明都(dou)能形成平面火焰。但當R=0.7D時(shi)較困難，它需要足夠大的旋流強度和火道深度。R=1.0~2.0D容(rong)易形成平焰，而R=1.1~1.5D時氣(qi)流附(fu)壁性最好(hao)，火焰(yan)直(zhi)徑很大。R＞2.0D時火焰直徑減小(xiao)向燒(shao)嘴(zui)磚內移動，R=0即張角為180°時(shi)不能形成平面火焰(yan)。

4.總結

喇(la)叭口型燒嘴磚半(ban)徑選擇遵循下列原則：使用高熱值煤氣時(shi)，裝在側墻上的(de)燃燒器R取較大值，使R=1.5~2.0D；而裝在爐頂上的燃燒(shao)器(qi)R取較小值，使(shi)R=1.2~1.5D。負荷(he)大(da)時(shi)或(huo)旋流強度(du)大(da)時(shi)取(qu)下(xia)(xia)限，負荷(he)小(xiao)(xiao)或(huo)旋流強度(du)小(xiao)(xiao)時(shi)取(qu)上(shang)(shang)限，低熱值(zhi)(zhi)煤氣(qi)取(qu)上(shang)(shang)限，高熱值(zhi)(zhi)煤氣(qi)取(qu)下(xia)(xia)限；煤氣(qi)壓力大(da)時(shi)取(qu)上(shang)(shang)限，煤氣(qi)壓力小(xiao)(xiao)時(shi)取(qu)下(xia)(xia)限；但燒嘴磚曲(qu)率半徑增(zeng)大(da)，其(qi)體(ti)積也增(zeng)大(da)，必須(xu)選擇(ze)適當