一种线性火焰的造型方法技术

本发明专利技术公开了一种线性火焰的造型方法，首先将线性燃烧器沿线性方向划分为若干个区域，然后以各区域线负荷比为纵坐标、以各区域标号为横坐标建立火焰形状近似图，最后根据火焰形状近似图辅助线性火焰造型。本发明专利技术火焰造型方法，可以在试验、数值计算之前将设计方案精确至最小范围，能够极大的简化设计过程，提供火焰造型的高度可靠的指导方案。焰造型的高度可靠的指导方案。焰造型的高度可靠的指导方案。

【技术实现步骤摘要】
一种线性火焰的造型方法


[0001]本专利技术涉及一种线性火焰造型方法，属于燃烧器


技术介绍

[0002]火焰造型在焰火表演领域多有用到，工程师需要依据视觉和表演需求实现不同的火焰形状。同样在热能工程领域，工业炉燃烧器需要依据负荷情况调整火焰造型，以满足工程需要。
[0003]区别于方型或圆形燃烧器产生的火焰，线性火焰是由线性方向排布的一个或多个燃烧器形成的火焰。专利CN201720508919.0提及了一种线性火焰稳焰结构，阐述了利用空气外侧护板稳焰结构。专利CN204213926U提及了模组化线性燃烧器的结构，阐述了构建线性燃烧器的模组化结构。此外也有一些研究人员对线性火焰或线性燃烧器进行了研究，但现有技术中未见线性火焰的造型构造方法，特别是在有火焰形状构造需求的工程问题时，如能够采用一种火焰造型的估算方法，能够快速确定设计方案，进入工程化实施阶段。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种线性火焰的造型方法，将线性燃烧器沿线性方向划分为n个区域，以各区域线负荷比为纵坐标、以各区域标号为横坐标建立火焰形状近似图；根据火焰形状近似图辅助线性火焰造型。本专利技术火焰造型方法，可以在试验、数值计算之前将设计方案精确至最小范围，能够极大的简化设计过程，提供火焰造型的高度可靠的指导方案。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种线性火焰的造型方法，包括：
[0007]将线性燃烧器沿线性方向划分为n个区域，将各区域的长度记为L
i
；n＞0，i为各区域标号，表示沿线性方向的第i个区域，i＝1，2，
…
n；
[0008]获取各区域的热负荷Q
i
；
[0009]获取线性燃烧器的总负荷Q；
[0010]计算各区域的热负荷Q
i
相对于线性燃烧器的总负荷Q的各区域热负荷占比q
i
；
[0011]根据各区域热负荷占比q
i
和各区域的长度L
i
，得到各区域线负荷比
[0012]以各区域线负荷比为纵坐标、以各区域标号为横坐标建立火焰形状近似图；
[0013]根据火焰形状近似图对线性燃烧器进行控制，得到期望的线性火焰造型。
[0014]进一步的，各区域热负荷占比q
i
＝Q
i
/Q；
[0015]各区域线负荷比
[0016]进一步的，线性燃烧器为1个能够独立产生线性火焰的燃烧器，或为＞1个燃烧器线性排布所组成的燃烧器组。
[0017]进一步的，当线性燃烧器产生的火焰为浮力控制火焰，以各区域线负荷比为纵
坐标、以各区域标号为横坐标、以散点连线图的方式建立火焰形状近似图；
[0018]当线性燃烧器产生的火焰为动量控制火焰，以各区域线负荷比为纵坐标、以各区域标号为横坐标、以柱状图的方式建立火焰形状近似图。
[0019]进一步的，根据弗劳德数Fr
f
判断线性燃烧器产生的火焰的类型。
[0020]进一步的，当Fr
f
＜5时，认为线性燃烧器产生的火焰是浮力控制火焰；
[0021]当Fr
f
≥5时，认为线性燃烧器产生的火焰是动量控制火焰。
[0022]进一步的，n个区域中，各区域中包含的喷嘴数量≥0，n个区域包含的喷嘴总数量＞0。
[0023]进一步的，同一区域中喷嘴的热负荷相等。
[0024]进一步的，各区域的长度相等或不相等。
[0025]进一步的，各区域的热负荷Q
i
根据该区域内所包含喷嘴的热负荷进行计算。
[0026]本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
[0027](1)本专利技术创新性的提供一种火焰造型方法，可以在试验、数值计算之前将设计方案精确至最小范围，能够极大的简化设计过程，提供火焰造型的高度可靠的指导方案；
[0028](2)本专利技术针对的燃烧器可以为单一的燃烧器或由一系列燃烧器组合而成燃烧器组，区域划分时不需机械的进行等距离划分，具有广泛的适用性；
[0029](3)本专利技术采用各区域热负荷折算为负荷占比的方法，可以有效的提升火焰形状近似度；
[0030](4)本专利技术合理考虑了火焰类型，根据火焰类型合理建立火焰形状近似图，进一步提高了火焰形状近似度。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一种优选实施方式中线性火焰的造型方法流程图；
[0032]图2为本专利技术实施例1中所用线性燃烧器喷嘴开孔及各区域划分示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例1中获得的线负荷比图；
[0034]图4为本专利技术实施例1中获得的线性火焰造型照片。
具体实施方式
[0035]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0036]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0037]在工程上，如需对线性火焰燃烧的火焰形状进行构造，经常需要通过试验、数值计算等较为复杂的方法进行判断，这些方法大多耗时耗力，如果工况较多，则会难以实现。本专利技术提供的火焰造型方法，可以在试验、数值计算之前将设计方案精确至最小范围，能够极大的简化设计过程，提供火焰造型的高度可靠的指导方案。
[0038]本专利技术一种线性火焰的造型方法，该方法将线性燃烧器沿线性方向分为多个区域，每个区域的长度分别为L1、L2、
…
L
n
，分别计算各区域热负荷Q1、Q2、
…
Q
i
，并计算各区域热
负荷占燃烧器总负荷的负荷占比q1、q2、
…
q
i
，即q
i
＝Q
i
/Q，将各区域热负荷占比与各区域长度做比值，得出各区域线负荷比以线负荷比为纵坐标，以各区域标号i为横坐标作图，可得出火焰形状近似图用于辅助造型设计。
[0039]进一步的，对于不同类型的火焰，特别是浮力控制火焰及动量控制火焰，需要作出火焰形状上的区分。如线性燃烧器的火焰为浮力控制火焰，火焰较为飘动，所形成的造型是平滑过渡的，采用散点连线图即为火焰近似形状，具有较好的近似度；如火焰为动量控制火焰，火焰较为刚劲，则所形成的造型应为阶梯状的，采用柱状图即为火焰近似形状，具有较好的近似度。
[0040]进一步的，一般采用弗劳德数Fr
f
来区分火焰的动量控制模式和浮力控制模式。对于湍流射流火焰，当Fr
f
＜5时，认为是由浮力控制的火焰，当Fr
f
≥5时，认为是动量控制火焰。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线性火焰的造型方法，其特征在于，包括：将线性燃烧器沿线性方向划分为n个区域，将各区域的长度记为L
i
；n＞0，i为各区域标号，表示沿线性方向的第i个区域，i＝1，2，
…
n；获取各区域的热负荷Q
i
；获取线性燃烧器的总负荷Q；计算各区域的热负荷Q
i
相对于线性燃烧器的总负荷Q的各区域热负荷占比q
i
；根据各区域热负荷占比q
i
和各区域的长度L
i
，得到各区域线负荷比以各区域线负荷比为纵坐标、以各区域标号为横坐标建立火焰形状近似图；根据火焰形状近似图对线性燃烧器进行控制，得到期望的线性火焰造型。2.根据权利要求1所述的一种线性火焰的造型方法，其特征在于，各区域热负荷占比q
i
＝Q
i
/Q；各区域线负荷比3.根据权利要求1所述的一种线性火焰的造型方法，其特征在于，线性燃烧器为1个能够独立产生线性火焰的燃烧器，或为＞1个燃烧器线性排布所组成的燃烧器组。4.根据权利要求1所述的一种线性火焰的造型方法，其特征在于，当线性燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宗捷，李泓达，刘悦，庞宗占，魏晨，焦云南，索颖，
申请(专利权)人：北京航化节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：