1.4 燃烧工艺与设备的应用和发展
燃烧学是一门内容丰富而实用性很强的学科。过去,因生产水平低下,对燃烧工艺与设备的技术要求不高,发热强度较低,故根据已掌握的经验与规律也能设计制造出各种燃烧装置与设备。但现在,特别是喷气、火箭技术的高速发展,要求制造发热强度高、运行范围广的燃烧装置,并越来越趋向于在高温、高压、高速下进行燃烧,因此,仅靠过去的经验与有限的试验是无法达到这个目的的。这时就发现对燃烧基本过程缺乏认识与理解,会阻碍新的设计、试制工作的顺利进行。这就迫使对燃烧过程从根本上进行深入研究,以求在设计、试制和试验中有正确的理论指导。在对燃烧过程开展大量基本研究的同时,逐步形成了一门崭新的、高速发展的基本学科——燃烧学。
燃烧学的研究包括燃烧基本理论与燃烧技术两方面的内容。对燃烧基本理论和实验进行研究,对已有的燃烧技术进行分析与改进,以及对新的燃烧技术进行探索与研究等,务求最合理、最有效地组织和控制燃烧过程。为达到这一目的,还必须掌握各种燃料(包括劣质燃料、高能燃料、代用燃料等)的燃烧特性,以便选用最适宜的燃烧方法与燃烧装置。因此,燃料的燃烧特性研究也成为燃烧科学的一个重要方向。
燃料燃烧时,除了发出光和热外,还会散发出大量的烟尘、灰分、有害和无害的气体以及臭味与噪声,有时还有未经燃烧的部分燃料随着烟气被排放出来。燃烧排放物会污染环境,妨害人们的健康和动植物的生长,为此,就应积极开展对燃烧污染物形成机理的研究,探索通过改变燃烧工艺、精心控制燃烧过程以减少或消除污染物排放的有效方法,研究无公害(低污染)或“干净”的燃烧技术,把污染消灭在燃烧之中。所以,近年来这些研究都已成为燃烧科学研究的一个重要方向。
火可以促进人类的进步,给人类带来文明,但也能给人类造成灾难。世界上每年发生的各种火灾与爆炸(如森林火灾、建筑火灾、工业性爆炸与火灾)不知毁掉多少生命和财产。因此,为了预防与减少因火灾造成的生命与资源的损失,需要解决的问题有:火焰沿各种材料表面的传播,大液面的燃烧,闷烧、多孔介质中的燃烧,燃料燃烧与环境之间的相互关系,以便可靠地确定各种建筑材料在火灾中所起的作用。
燃烧科学的应用是极其广泛的,对人民生活、工业生产、国防技术以及宇宙探索都具有十分重要的意义。本书将针对不同种类燃料的燃料方法、燃烧过程、燃烧装置及其工业应用进行详细介绍,以期为从事与燃料燃烧相关的工作者提供一定的帮助和指导。