2. 天平一架：最大量程10kg，最小分度值5g； 3. 家用燃气灶具一台； 5. 秒表一块； 7. 效率分析仪一台； 9. 湿式气体流量计一台；
4. 铝锅一套； 6. U型压力计一支； 8. 取样环、搅拌器各一套；
四、实验步骤
1、实验室条件要求：
温度：25~40℃，允许实验室温度波动±5℃；在同一次测试过程中周围环境温度的波动不得大于±3℃；
湿度：室内空气中湿度应控制在65±20%范围内； 室内气流速度：≤0.5 m/s； 大气压力：60～106.7 kPa； 一氧化碳含量：＜0.002%； 二氧化碳含量：＜0.2%。
1、开启排风扇，保持室内通风，防止燃气泄漏造成人员伤害； 2、点燃灶具，调整灶前压力到额定压力；
5、把装有水、温度计及搅拌器的铝锅放在点燃的灶具上，要求中心对准燃烧器头部中心，不要偏放。烟气取样环要摆平；
6、启动燃烧效率分析仪，调整好仪器并接通取样环取样分析；
7、观察铝锅上的0～50℃温度计，当水温等于室温t1时开始搅拌，至t1+4℃时开始0.1℃间隔报数。记时及读表的同学开始准备，当水温升至t1+5℃时，记下燃气表上初读数V1，并同时启动秒表记时。
8、当燃烧效率分析仪的氧、一氧化碳示值稳定时，记录烟气中氧含量O2′和一氧化碳含量CO′；更换50～100℃温度计。
9、当水温升至t1+45℃时开始搅拌；升至t1+49℃时开始0.1℃间隔报数，升至t1+50℃时，记下燃气表中读数V2并同时停止秒表记时，记下测试时间τ。 10、重复上述过程，进行第二次试验。
3、测量、计算热负荷大概值，按表选择铝锅直径和称水量；架好取样环；
五、实验数据处理
1．数据记录及计算(下表) 2．计算体积折算系数F 3．实验误差
(1)热效率误差 要求：热效率 η≥80%
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(2)热负荷误差 要求：比率 = (实测值-设计值)/设计值 ≥90%
当误差大于此判定值时，实验应重做。
六、思考题
1. 分析影响热负荷、热效率及一氧化碳含量的测定因素，提出改进办法。
2. 你所测试的燃气灶具有什么优、缺点？试提出改进办法。
附表8-1 数据记录及计算表
姓名：
日期： 指导教师： 第一次值 燃气热值(MJ/Nm3) 燃气温度(℃) 室内温度(℃) 燃气表校正系数 第二次值 f= 平均值 燃气种类 燃气压力(Pa) 大气压力(Pa) 体积折算系数 F= 热负荷 项 目 测试时间τ (s) 流量计初读数V1 (m3) 流量计终读数V2 (m3) 热负荷I (kw) 锅直径 (cm) 热热水重量G (kg) 效水初温t1 (℃) 率 水终温t2 (℃) 热效率η (%) 一烟气中O2含量 (%) 氧烟气中CO含量 (%) 化COα=1 (%) 碳 29
实验九 大气式燃烧器稳定范围
一、 实验目的及要求
引射式大气式燃烧器是一种利用燃气的压力吸入一部分空气预先混合、然后送至燃烧火孔处去燃烧的燃烧器。大气式燃烧器的稳定工作范围决定了燃烧器正常工作的运行区间，是指导燃烧器稳定工作的依据。
本节采用一定的实验方法测定大气式燃烧器的稳定工作范围。要求理解离焰、回火、黄焰等基本概念，能够正确测定燃烧器的离焰、回火、黄焰及CO的界限流速曲线，从而确定出其稳定工作范围。
二、基本原理
燃气与一次空气混合物自燃烧火孔流出点燃后，即产生一个双层的大气式火焰(内焰、外焰)，一次空气系数α在0.40~0.75之间。
1．离焰与回火
当燃气与一次空气的混合气流在燃烧火孔出口处的速度增加时，火焰高度随之增大。当混合气流速度大到一定程度后，火焰开始离开燃烧火孔，即发生离焰现象如图 9-1 。
图9-1 离焰现象
(a)离焰前稳定状态 (b)离焰状态
此时燃烧火孔出口处混合气流速度称为离焰界限流速。离焰时，有部分燃气未燃烧而流出，所以它不属于稳定工作范围，是正常工作所不能允许的。
逐渐减小燃烧火孔出口处的混合气流速度，火焰高度也慢慢降低。当混合气流速度小到一定程度后，火焰窜入燃烧火孔，即发生回火现象。此时燃烧火孔出口处混合气流速度称为回火界限流速。回火时，有大量未完全燃烧产物，亦属于不稳定工作范围。
2．黄焰(或光焰)
逐渐减小一次空气时(α值逐渐减小)，火焰变软并加长。当达到一定界限值时，火焰的局部会发生黄焰(通常在焰尖上发生)，甚至会产生游离碳，说明有燃烧不完全的现象。此现象称为黄焰，也属于不稳定工作
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图9-2 燃烧器燃烧稳定曲线图
状态，为正常工作所不允许(工业炉中特殊要求除外)。产生黄焰时的燃烧火孔出口处混合气流速度称为黄焰界限流速。
3．CO含量标准
对于大气式火焰，一般以烟气中CO含量值(COα=1)来评价其卫生标准。改变燃烧火孔出口处气流速度时，会使烟气中CO含量改变。当COα=1达到标准值时的燃烧火孔出口处混合气流速度，称为CO界限流速。当然超过CO标准值时，也是正常稳定工作所不允许的。
4．大气式燃烧器的稳定工作曲线
离焰、回火、黄焰及CO界限流速值受一次空气系数α的影响。对于某一种燃烧器，燃烧某种固定的燃气时，以α为横坐标、燃烧火孔出口处混合气流速度W0为纵坐标，可以通过实验测出离焰、回火、黄焰及CO的界限流速曲线(图9-2的1、2、3及4)，这四条曲线所包围的区域即为稳定工作区。此曲线图称为该燃烧器燃烧某种固定燃气的稳定曲线图。当燃气性质及混合气流的温度改变时，稳定曲线要改变；当燃烧器结构型式及尺寸改变时，也要影响稳定曲线。
为了设计、计算方便，常用燃烧火孔热强度来代替燃烧火孔出口处的混合气流速度，它们之间的关系为：
Rq?QDW0
278(1??)3.6I F0 (1)
Rq? (2)
式中：Rq——燃烧火孔热强度(kJ/mm2·h)；
W0——燃烧火孔出口处混合气流速度(Nm3/s)； QD——燃气低位发热量(kJ/Nm3) α——一次空气系数；
V0——理论空气需要量(Nm3/Nm3)； F0——燃烧火孔总面积(mm2)； I——燃烧器热负荷(kW)。
稳定曲线是设计工作所依据的基本参数，测试时要有足够精确度，并且在绘出稳定曲线后，必须要注明燃气成分、燃烧器的火孔型式和尺寸、燃烧器的火孔间距、以及混合气流温度等条件因素。
三、测试系统
测试稳定曲线的方法很多，图9-3是民用大气式燃烧器稳定曲线的测试系统图。 燃气经过干燥器后，通过调压器分为两路：一路去热量计、比重计及燃气成分分
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析仪，用来测定燃气性质；另一路接到本实验装置，经过转子流量计，进入燃烧器。
在实验时应对环境温度、大气压力、燃气热值、相对密度或燃气成分进行分析。如对学生进行教学实验，可以由教师预先测试后给出。
空气依靠空气泵供给，经过干燥器及流量计，进入燃烧器。
燃气与空气在燃烧器中混合后，自燃烧火孔流出，并被点燃，调节燃气与空气的流量与比例，即可测出各条界限流速曲线。
在燃烧器上安置装有水的铝锅，按照《家庭炊事灶测试方法》抽取烟气样，并进行烟气分析。铝锅底距燃烧器的距离，要保持使火焰尖刚好扫到锅底。烟气分析采用燃烧效率分析仪，以便进行连续烟气自动分析。
热电偶温度计是为了监测混合气流在燃烧器头部的温度，以保证各测试结果均在同一温度条件下。在燃烧器喉部处加金属网，可防止火焰回窜。
巡检仪各通道号：CH1——测头部混合气流温度；CH2——燃气压力；CH3——空气压力；CH4——燃气压力
接燃气分析仪O分析仪燃烧器过滤器空气泵
9-3 大气式燃烧器稳定范围实验系统图
四、实验准备工作
1．准备及校正仪器、仪表
(1) 转子流量计 因为离焰与回火都处于不稳定状态，采用转子流量计可以读出燃气与空气的瞬时流量，可以提高精度与节省时间。因为转子流量计的量程范围小，所以在测回火界限流速时，使用小型的转子流量计。
(2) 热电偶温度计 测头部混合气流温度可以采用镍铬-康铜热电偶温度计。在安装时，热端可采用小型的防辐射罩。
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