燃氣與空氣分別送入爐膛，當燃氣或燃氣和空氣的混合氣流速度使氣流處於湍流狀態時所形成的火焰。操作簡便，又沒有回火的危險性。在工業上廣泛採用。
在湍流擴散火焰中，無法區分焰面和其他部分，在整個火焰內部都進行著燃氣與氧 的混合、預熱和化學反應。火焰的長度和形狀完全取決於燃氣與空氣的流動方向和流動特性。
基本介紹
- 中文名：湍流擴散火焰
- 外文名：turbulent diffusional flame
- 套用：有焰燃燒器等
- 焰長計算方法：數值分析
- 學科：燃燒學
- 劃分標準：火焰射流形式
介紹,燃燒原理,特性與套用,穩定火焰方法,
介紹
根據射流形式不同，湍流擴散火焰分為自由射流湍流擴散火焰、同心射流湍流擴散火焰，旋流射流湍流擴散火焰、逆向流射流擴散火焰、受限射流與非受限射流湍流擴散火焰。
湍流擴散火焰的穩定性是指火焰既不被吹跑(或稱脫火，吹熄)，也不產生回火．而始終“懸掛”在管口的情況。在低的流速下，火焰附著在管口。隨著流速增加，火焰從管口升起。從管口到火焰底部的距離稱為火焰升起的距離。當管口流出速度超過某一極限值時，火焰會熄滅。擴散燃燒時由於燃料在管內不與空氣預先混合，因此不可能產生回火，這是擴散燃燒的最大優點。此外擴散火焰的溫度較低，對有效利用熱能是不利的。
燃燒原理
當燃氣流量不斷增加，氣流速度增加到某一臨界值時，氣體流動狀態從層流轉變為湍流，此時為湍流擴散燃燒。湍流氣流中的各個氣體微團除了有朝一定方向的平均流速外，同時還具有不規則的向各個方向的較高頻率的脈動，從而提高了分子微團間的擴散速度，使燃燒速度加快，火焰長度縮短。
在湍流擴散火焰中，無法區分焰面和其他部分，在整個火焰內部都進行著燃氣與氧的混合、預熱和化學反應。火焰的長度和形狀完全取決於燃氣與空氣的流動方向和流動特性。
特性與套用
湍流擴散火焰在工業上套用很廣泛，如工業爐的有焰燃燒器，火箭的燃料燃燒及內燃機內的燃料燃燒等。湍流擴散火焰的形成方法，通常把燃料和氧化劑分別進入燃燒器，而不是充分混合之後再進人燃燒器。
湍流擴散火焰的特點是界面上化學反應速率大大地超過了燃料和氧化劑之間的混合速率。人們曾用快速反應模型對層流擴散火焰進行了成功的分析，但套用到湍流擴散火焰時不很成功，因為所得的火焰區附近的溫度和濃度分布與層流火焰十分相近，如火焰區極薄，參數分布曲線很陡等。
穩定火焰方法
火焰穩定，即保證已經著火了的燃料不再熄滅，要求火焰前沿能穩定在某一位置。要保證火焰前沿穩定在某一位置的必然條件是：可燃物向前流動的速度等於火焰前沿可燃物的傳播速度，這兩個速度大小相等，方向相反，因而火焰前沿就靜止在某一位置上。
湍流擴散火焰穩定的方法如下： （1）鈍體； （2）小型點火火焰穩定火焰，可在流速較高的預混可燃主氣流附近放置一個流速較低的穩定的小型點火火焰（又稱值班火焰或引燃火焰），使主氣流受到小火焰不間斷的點燃；（3）用反吹射流穩定火焰；（4）採用旋轉射流穩定火焰，旋轉燃燒器是利用強烈的強烈的旋轉氣流產生強大的高溫回流區，從而強化燃燒的著火和燃燒，同時加速燃料和空氣的混合；（5）利用燃燒室壁凹槽穩定火焰， 在凹槽內行程一個分離回流流動，這回流區就是對流經的可燃混合氣流由返回的高溫煙氣點燃而維持火焰的穩定。（6）利用帶孔圓筒穩定火焰；（7）利用流線型物體穩定火焰，前面敘述穩定火焰的基本原則是採用較大阻力的物體使高速齊魯滯止下來形成回流區，利用回流的高溫燃氣來點燃混合氣以維持火焰的穩定，利用流線型物體的方法原理基本相同，以儘量減少穩定器所造成的流阻損失；（8）利用激波穩定火焰，利用超音速氣流形成的激波來進行燃燒，一方面是藉激波的減速作用使氣流滯停下來，使燃燒在亞音速氣流內進行；另一方面是利用激波所造成的局部極高溫度來協助火焰的傳播，然而，由於激波後氣流速度仍然很高，要形成固定的點火源就需要有火焰傳播速度很高的高能燃料。
