BBQ的燃烧系统解析

BBQ燃烧系统 主讲:谌伟泉 日期:2011.05.06 一、什么是BBQ? BBQ就是“Barbecue”的缩写,意义是“烧烤”。在西方好比美国、欧 洲列国的很多处所,人们经常几小我一伙,开着车去到一个风光漂亮的处所, 尽情享受“BBQ”,也就是“烧烤大会”的意义 ,它是一种风趣的烹调方 式,有点像我们中国新疆的烤羊肉串。BBQ一般是在户外进行。人们外出 时一般是将柴炭放在烧烤台上,然后用火将柴炭点燃,再将金属编成的烧 烤架放在柴炭上方,然后将生鱼、肉等食物放置在烧烤架上并在食物上涂 抹一些酱油和辣椒面等调料。在西方国度,当人们在户外举行野餐或外出 露营时,烧烤是较为风行的一种烹调体例。跟着时间的推移,社会的成长, 人们对这种烧烤的炉具也有了很多的丰硕,如斯刻逐淅用燃气作燃料进行 烧烤。在澳大利亚和新西兰的圣诞party上,BBQ也十分常见。这种体例常 常被用于家庭野外散心的体例。 BBQ的由来 有考证指烧烤的英文名称barbecue这个字(俗称BBQ)有可 能是来自加勒比海。畴前法国海盗到加勒比海,在岛上把整只宰好 的羊从胡须到屁股(de la barbe au cul)放在烤架上烤熟后进食, 这个食物简称 barbe-cul (法文cul 字末尾的“l”不发声),演变成 barbecue这个字,因为cue的发音和英文字母Q同音,便变成了 barbeque,后来更简写为BBQ。 二、BBQ的形成: BBQ次要分两大部门: 一)炉体布局部门:好比轮子、箱体、底板、支架、本 体、侧台、上盖、保温网、辐射板、烤网等。 二)燃烧系统: 燃烧系统由6个部门形成: 1.燃气(Gas) 2.减压阀(Regulater) 3.瓦斯管(Hose or tube) 4.阀体(Valve) 5.燃烧器(又称炉头,英文为Burner) 6.焚烧系统(Ignite system) 1、燃气(gas) 什么叫燃气?顾名思义就是可 以用来燃烧的气体,它是由多 种可燃和不成燃的单一气体组 成的夹杂气体,好比我们凡是 听到的有天然气、液化石油气、 沼气、人工煤气、以及里面少 量的CO、H2、 H2S 气和CO2、 N2、O2气等不成燃气体,我 们统称作叫燃气。 燃气的分类 燃气有多种分类方式,次要有三种: 1)按气源或出产体例分类,可分为 : a、天然气 b、人工燃气 c、液化石油气 d、生物气 这里液化石油气和生物气是因为气源和输配体例的特殊性,在习惯上各另列一类。 2)按燃气的热值分类,可分为: a、高热值燃气:是指热值在30MJ/Nm3以上的燃气,天然气、部门油制气和液化石油 气都是高热值燃气。 b、中等热值燃气:以城市燃气为代表(次要为干馏煤气),热值在20 MJ/Nm3摆布。 c、低热值燃气:热值在12—13MJ/Nm3之间,或更低一些,好比气化煤气。它的可燃 组分次要为氢和一氧化碳,同时含有一部门不成燃惰性气体组分。 3)按燃烧特征分类,即按燃气的华白数分类,可分为: 什么叫华白数?即热值和相对密度的一个系数。当燃气喷嘴前压力不变时,其公式 为W=H/√S ; H为热值,S为燃气的相对密度,W就是华白数。在燃气中,华白 数是权衡热负荷大小的特征指数。 一类燃气:华白数(MJ/Nm3)17.8~35.8 二类燃气:华白数(MJ/Nm3)35.8~53.7 三类燃气:华白数(MJ/Nm3)71.5~87.2 典型燃气有:人工燃气,烃—空气夹杂气 典型燃气有:天然气 典型燃气有:液化石油气 a、天然气(Natural Gas) ? ? ? ? ? 此中天然气一般可分为四种: ① 纯天然气 :从天然气气藏开采出来的气田气,一般含 有90%以上的甲烷,还含有少量乙烷、丙烷等烃类气体和 二氧化碳、硫化氢、氮气等非烃类气体; ② 凝析气田气:除含有大量的甲烷外,还含有乙烷、丙 烷、丁烷,以及戊烷和戊烷以上的烃类,及汽油、火油组 分; ③ 油田气:陪伴原油共生,含消融气和气顶气,又称石 油伴生气,其特点是乙烷和乙烷以上的烃类含量比气田气 高; ④ 矿井气:从井下煤层抽出的煤矿矿井气,次要可燃组 分是甲烷,其含量随采气体例而变化。 天然气的物理、化学性质 ? 天然气密度约为0.8㎏/m3,比空气轻。可燃性气体,低发 热值约为35000~48000kJ/Nm3,爆炸极限为5%~15%。 天然气无毒,可是梗塞性气体,当空气中有大量天然气 时,人体将因为患缺氧症而感应恶心或晕眩,天然气的 次要成分为甲烷及乙烷,其甲烷的分子式为CH4,乙烷 的分式式为C2H6。其甲烷和乙烷的物理性质如下表: 气体 名称 分子 式 CH4 C2H6 密度 高热值 分子量 低热值 M (kg/Nm3) (MJ/Nm3) MJ/Nm3) 16 30 0.717 1.335 39.842 70.351 35.906 64.397 沸点 (℃) -161.49 -88.60 爆炸极限 (容积%) 5.0—15.0 2.9—13.0 甲烷 乙烷 b、人工燃气 ? 人工燃气是指从固体或液体燃料加工所出产的可 燃气体,如干馏煤气、气化煤气、油制气等。 c、液化石油气 液化石油气是指从油、气开采或石油加工过程中取得。我 国目前各地利用的城市燃气的液化石油气次要是从炼油厂 催化裂化气体中撮的。液化石油气的次要成分为丙烷、丙 烯、丁烷、丁烯等石油系轻烃类,在常温、常压下呈气态, 但加压或冷却后很容易液化。其液化气中各气体成分的物 理性质如下表: 气体 名称 丙烷 丙烯 正丁烷 异丁烷 密度 高热值 分子式 分子量 低热值 沸点(℃) 爆炸极限 (容积%) M (kg/Nm3) (MJ/Nm3) MJ/Nm3) C3H8 C3H6 C4H10 C4H10 44 42 58 58 2.01 1.914 2.708 2.691 101.266 93.667 133.886 133.048 93.240 87.667 123.049 122.853 -42.05 -47.72 -0.5 -11.72 2.1—9.5 2.0—11.7 1.5—8.5 1.8—8.5 d、生物气 无机物质在隔断空气及适宜的温度、含水率和酸碱度前提下,受发酵 微生物感化而生成的气体,总称为“生物气”,其次要可燃组分为甲 烷。古代最早在池沼中发觉,所以也称为“沼气”。一般生物气中含 CH4为55%~65%,CO2为30~40%,还有少量的氢、硫化氢和氨等。热值约为 20~25MJ/Nm3. BBQ气体 BBQ次要利用的气体为以上四种里的天然气和液化石油气这两种。而我 们日常平凡常用的测试用气体次要为:甲烷、丙烷、丙烯、丁烷、液化气 (LPG)这几种。 我们泛泛说的液化气也称作煤气,它是一种夹杂气,中国大陆次要是三 七气(B:P=30:70),美国利用一九气, 部份国度利用五五气. 丙烷:丙烷的次要特点是沸点较低(-42.05℃),响应的在统一温度下,其蒸 气压力较高,如在0℃时,丙烷的蒸气压力为435.7kPa,因而在冬季低温 环境下.丙烷能够较好的气化燃烧.丙烷低热值约为: 93.240MJ/NM3 丁烷:丁烷沸点较高(-0.5℃),在冬季于户外利用时有必然限制:如点不着火 /燃烧不不变等等.但同时, 在同样温度下,其蒸气压力低,相对较为平安, 因而, 便携式瓦斯钢瓶内充装的都是丁烷. 丁烷较丙烷多一个碳链,热值较高,为: 123.049 MJ/NM3 ? 欧洲一些国度划定:丙烷不成入户,利用红色钢瓶.丁烷能够入户,利用蓝色钢瓶. 液化石油气:次要成份为C3(丙烷/丙烯)及C4(丁烷/丁烯),在常温常压下为 无色无味气体,但当加压至0.79~0.97Mpa(7~8个大气压)时,改变为液体, 此时其体积仅为原气体时的3.4~5%.对储存/运输/利用来讲,很是便利. 液化石油气的热值为: 98~115MJ/NM3 天然气:大城市多有入户的管道天燃气供应.但天燃气烤炉在市场上 所占的比例较少(约3~5%), 天燃气次要成份为甲/乙烷,相较于丙/丁 烷,天燃气热值较低,约:33.5~41.86MJ/NM3 天燃气烤炉的错误谬误是必需有固定或半固定式管道毗连,没有钢瓶供气的 丙/丁烷烤炉便利,长处是无改换钢瓶的懊恼. ? 天然气(NG)与液化石油气(LPG) 比力 天然气(NG、LNG) 组分 来历 储存 输送 甲烷(一般80%以上) 气田、油田或煤田开采 压力容器储存、低温溶剂储存、天然气液化储存、天然气 水合物储存、地下储气库储存 天然气管道或LNG槽船、槽车。 液态体积为气态时的1/600, 运输矫捷 价钱廉价(比LPG低30%)且稳 定,市场所作力强 天然气密度大约是空气的0.7 倍,比空气轻,若泄露,容易 上升向大气逸散,危险性小 天然气利用中,组分连结不变,燃具风气比调定就 可持久不变。因为碳含量分歧,在发出划一热量下 发生的CO2也分歧。天然气燃烧发生的CO2比LPG少 14%,烟气中活性烃含量也比LPG低 液化石油气(LPG) 丁烷(30%) 、丙烷(70%) 气田、油田开采或石油炼制 压力容器储存、低温储存 管道(气态)或LPG槽船、槽车。 液态体积为气态时的1/250 价钱贵且随市场波动大,市场竞 争力衰、合作激烈 LPG密度大约是空气的1.8倍,泄露 时会合聚在居室下部,不易扩散。 因而,LPG泄露形成爆炸、失火的危 险比天然气大 罐装LPG利用过程中,气体组分会逐 渐变重,后期因为重质组分增加, 或呈现黄焰,燃烧不完全,必需调 节风门,添加空气吸入量 经济性 平安性 利用性 燃气热值 什么是燃气热值? 1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为燃气的热值,单元为kJ/Nm3。 热值可分为高热值和低热值。 什么是高热值?是指1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而此中的水蒸气以凝结水状 态排出时所放出的热量。 什么是低热值?是指1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸气 形态时所放出的热量。 高、低热值数值之差为水蒸气的气化潜热。 我们凡是所说的热值,指的是燃气的低热值。 ? 热值的丈量与计较 一、热值的丈量:这里次要讲一下我们BBQ烤炉的热值丈量和计较 1、流量计丈量流量: 它是操纵空气在一般的大气压、室温前提下,气体在必然测试压力前提下通过单元横截面的速度 相对不变,从而通过流量再计较其热值的方式,好比我们凡是用的转子流量计、湿式流量计测 试流量后再通过计较获得热值, 2、称重法: 它次要适合于高、中压燃气产物的丈量,因湿式流量计不克不及用于中压以上的气体丈量,目前使用 也较普遍,测试方式是:在钢瓶的出口接减压阀,然后接三通,一端接压力表,另一端接炉具, 然后将钢瓶放到电子称上,通过测试其一段时间内气体损耗的分量,再计较热值。 二、热值的计较: 1、流量计丈量计较法: Qn=v/t ×Hs ×CF1 × CF2 Qn:即计较的热值: v:流量计动弹所获得的体积; t:丈量的时间; Hs:气体的单元热值; CF1:校正系数。通过大气压、输入器具的测试压力、情况温度、气体通过流量 计内时的温度计较获得的校正系数。 CF2:流量计在校正时的批改系数。 2、称重法丈量计较法: Qn=(W1-W2)/t ×Hs×CF1 Qn:即计较的热值: W1:称重时计时起头时的钢瓶分量; W2:丈量计时竣事时的钢瓶分量; t:丈量所用时间; Hs:气体的单元热值, 如丙烷50.37MJ/kg即47.75BTU/g 二、减压阀 额定流量(Q): 减压阀额定流量是指在最小供给压力下的流量,受限于钢瓶天然气化能力,B.B.Q用减压阀 的流量多节制在2kg以下的级别,欧洲部份国度有用丁烷钢瓶的,因丁烷热值较高,1.5kg以 下即可. 在可能的环境下,减压阀的流量应尽可能的选用大一些的,对炉具来讲,减压阀流量越大,燃 烧工况越不变. 额定出口压力(P): 列国对减压阀额定出口压力划定纷歧,美国划定出口压力为11”水柱,澳洲为2750Pa,欧洲 较为紊乱,有28/29/30/37/50mbar等各类规格. B.B.Q用减压阀一般均为三级减压阀,稳压精度在额定出口压力的±18%内. 入口连接(Inlet): 钢瓶阀/减压阀均属民生工业产物,列国接口尺度很少有不异的,以此做为手艺壁垒庇护本 国的民生工业,具体设想工作中,应查询相关尺度做为参考: 美国: UL144,入口连接为TYPE I接口,有过流庇护及超温庇护功能. 澳洲: AG205,POL接口,近年有用美国TYPE I接口的趋向. 欧洲: EN12864及BS3016,欧洲接口尺度最为紊乱,因其市场多为各大油公司节制,各油 公司为庇护本人的市场份额,在分歧国度/分歧地域利用分歧接口的钢瓶/减压阀,次要有如 下几种规格: Compact: ∮20/∮21/∮22MM Jumbo: ∮35MM Snap Tight: ∮27MM mini Jumbo: ∮16MM. 欧洲款POL…等. 出口连接(Outlet): 减压阀出口连接瓦斯管的插管布局,需留意的次要问题是接管布局列国尺度也有细致划定,次要是为 了包管瓦斯管的连接强度,接管口径多为8和10mm,美标为5/16”规格. 三、瓦斯管(Hose) 一)瓦斯管分类: 1)瓦斯管按利用压力分为高压管和低压管两种,如美国UL21划定的350PSI,UL569里面划定的 1PSI管。 2)按材料分:橡胶管和PVC管,以前用橡胶管较多,但目前PVC管已逐步代替了橡胶管。也就是 说目前大部门用PVC,什么是PVC?就是聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)管。 3)瓦斯管按口径来分,有8mm(澳洲/欧洲), 5/16”(美国), 10mm(欧洲), 3/8”(美国天燃气用管), 13mm( 很少部份的欧洲国度), 1/4”(美标高压管). 列国瓦斯管尺度有如下: 美国: UL21/UL569 5/8″—18UNF接头 欧洲: BS3212 EN1763-1 澳洲: AS1869 5/8″—18UNF接头 二)瓦斯管的温度: 这里着重强调一下瓦斯管的温度节制要求,北美尺度要求瓦斯管的温度≤60℃, 且不成与跨越60℃的 部件接触。澳洲和欧洲尺度中要求其温度不得跨越其认证温度。且欧洲CE尺度要求其瓦斯管不成与 温度跨越室温+70 ℃的部件接触。 三)瓦斯管的长度:在北美尺度中,其接到自备供气系统(钢瓶)的瓦斯管长度要求:将瓦斯管接在烤炉管路中后,要求 减压阀不接触到地面为宜,接固定管道系统中(天然气),其长度该当是: 10ft ( 3.1m)≤瓦斯管的长度≤ 15ft(4.6m) 四)瓦斯管的测试: 1. 底、面层附出力测试 :别离夹紧内、外层胶体,横截面长度为25.4mm.固定内层,对外层和纤维层施加3.6KG的吊力, 连结30秒,表里层离开长度小于5mm; 2.气密性检测 :出产过程100%全检:插手压缩空气、低压0.5MPa保压5分钟、高压0。8MPa 保压5分钟,查抄有否漏气 现象 ; 3. 拉断力测试 :管长300mm两头金属铆接放在拉力机测试拉断力、低压200LBS.高压400 LBS或以上 ; 4. 爆破力测试:管长1500mm,一端堆塞,另一端毗连液压爆破测试机,低压700PSI高压1750PSI或以上。 5. 渗漏测试:收集长度1m的瓦斯管,一端堵塞,另一端毗连纯度为95%丙烷气体压力为0.6Mpa持续3天测试,检测管体是 否有非常现象。 6. 耐委靡测试:管长为1000mm装夹子放在耐委靡测试机,来去扭转活动20000次,要求不爆裂不漏气。 7. 低温测试:用一米管长半圆弯曲放在(-30℃)冰箱内,存放6小时后取出查验气密性测试检测。 8. 高温测试:用一米管长放在 (55℃)高温箱内,存放6小时后取出查验气密性测试检测 。 四、阀管组合( Combination of Valve and Tube ) (一)、阀的尺度 北美烤炉尺度:低压阀尺度(入口煤气压力不跨越3.5kpa): ANSI Z21.15或CAN1-9.1《用于器具的 手动操作煤气阀门,器具接头阀门和软管端阀门尺度》or ANSI Z21.78-CGA-6.20《手动操作煤气( 器具)截止阀或者燃气器具的燃烧气体节制器》等尺度中相关布局的条目要求 。 CE烤炉阀尺度:出口到欧洲所采用的尺度为EN1106:2001《Manually operated taps for gas burning appliances》。 澳洲烤炉阀的尺度:AG 201 《Approval requirements for manual shut-off valves 》 (二)、手动燃气阀出口北美和欧洲的认证查验尺度比力 尺度 序号 异同 ANSI Z21.15a-2001 (合用范畴是最大压力不跨越3.5kpa) 气密性 A:21.15的气密性试验则是在厂家划定的最大利用温度 下(同时不低于51.5℃)进行的 ; B:试验压力方面,采用的试验压力为498Pa和20.7kPa C:泄露量最大≤200cm3/H,即3.34ml/min。 EN1106:2001 (合用范畴是最大压力不跨越20kpa) 气密性 A:1106的气密性试验是在常温下测试的 ; B:试验压力采用的是600Pa和1.5倍额定压力(且不低 于15kPa) ; C:泄露量最大≤0.07L/H,即1.17ml/min 1 2 流量(没有划定进口测试压力,一般均采用额定进口压 力进行测试 ) 划定的测试压差为74.7Pa 耐久(寿命总次数6000个轮回) 若是厂家划定最高利用温度低于51.5℃,那么整个耐久 试验是在常温下进行,若是厂家划定最高利用温度高于 51.5℃,那么耐久试验要在常暖和厂家划定的最高利用 温度下(或149 ℃)轮回进行(1000次常温、1000次高 温轮回试验,直到6000个轮回做完,测试中从打开和关 闭两个动作为一个轮回,每个轮回的次数时间不得少于5 秒。在试验过程中需要通必然流量的丁烷,试验完成后 则需要在高暖和低温下别离进行气密性试验,同时还要 在常温下进行操作扭矩、操作力的试验 。 流量(没有划定进口测试压力,一般均采用额定进口 压力进行测试 ) 划定的测试压差则为厂家供给值 耐久 耐久试验分为静态耐久和动态耐久两部门,静态耐久 是别离在厂家划定的最低利用温度(不高于0℃)和厂家 划定的最高利用温度(不低于60℃)下放置48个小时, 完成后进行操作扭矩试验,动态耐久则是在常暖和厂 家划定的最高利用温度下各做总次数的50%,完成后 进行气密性试验。 3 4 5 6 冲击 扭矩(试验方式:与EN1106尺度根基类似,分歧:扭矩 试验为15分钟 ) 弯矩(试验方式:与EN1106尺度根基类似,分歧:试验 角度分4个角度,每个角度15分钟,共1小时为15分钟 ) 低温操作(要求在厂家划定的最低利用温度(同时不克不及高 于0℃)下进行气密性和操作扭矩、操作力的试验 ) 扭矩(试验方式:与21.15尺度根基类似 ,分歧:扭矩 试验为10秒) 弯矩(试验方式:与21.15尺度根基类似 ,分歧:扭矩 试验为10秒弯矩试验分为10秒和15分钟两次,此中2类 阀只需要做10秒弯矩即可,1类阀则需要两个都做 ) 操作力和操作扭矩(操作扭矩、操作力的试验则是在 常温下进行。 7 以上为两个尺度的根基测试项目,不异项目标试验方式根基不异,分歧的是项目测试的细节,次要 体此刻试验前提的要求上。这里再插一个阀体的温度要求: 在ANSI21.58中划定阀的最大温度不得跨越300℉(149℃),如认证温度小于300℉(149℃),则 不得跨越认证温度要求。 在EN498尺度中划定阀的最大温度不得跨越认证时的温度范畴,无具体的温度数字要求。 (三)、保持管的要求 1、在一般利用环境下其强度、操作、拆卸等功能性不会有损害,不克不及呈现卡死现象 2、该当用铰刀除去管路两头的妨碍物和毛刺 。 3、供气管的弯曲部位应做的滑润,使管子横截面没有较着的减小。在弯管过程中,没有发生任何 较着的缺陷。若是需要消弭内应力,管子该当颠末退火处置。管子该当完全洁净内概况,去除 管内松散的异物。 4、 供气管路该当充实的支持并可挪动。 5、 毗连到炉头或供气管路分枝的供气管路制做时该当支持,防止毗连燃料供应管或日常处置户 外燃气灶具中发活泼弹或位移。 6、接头密封胶和燃气管路垫圈该当耐受液化石油气的影响。除非只利用液化石油气的户外燃气 灶具属于破例环境外,凡是铜质半钢性管子或者内有铜概况的管子都应进行内壁镀锡或雷同处 理以防硫化物侵蚀。 五、炉头(Burner) 什么是炉头?炉头,我们也称燃烧器,是用来组织燃烧过程和把燃气的化学能改变为热能的布局。 (一)炉头分类 燃气炉头类型品种良多,其分类有: 1、按一次空气分类: 1). 扩散式燃烧器;一次空气系数为0,燃气燃烧完端赖二次空气。 2). 部门预混式燃烧器; 一次空气系数(a)一般在0.2 ~0.8范畴内,残剩的燃气或燃烧两头产品仍靠二次空气。 3). 完全预混式燃烧器。一次空气系数等于过剩空气系数,约为1.05~1.15,燃烧过程不需要二次空气。 2、按空气供给方式分类: 1). 引射式燃烧器;空气被燃气射流吸入或燃气被空气射流吸入。 2). 鼓风式燃烧器;用鼓风设备将空气送入燃烧系统。 3). 天然引风式燃烧器。靠炉膛中的负压将空气吸入燃烧系统。 3、按燃气压力分类: 1). 低压燃烧器:燃气压力≤5kpa ; 2). 高(中)压燃烧器:(5~300kpa); 4、按燃气热值分类: 1). 低热值燃烧器 5、按燃气和空气夹杂物构成地址分类: 1)外部夹杂式燃烧器:夹杂过程在燃烧室内进行; 2)内部夹杂式燃烧器,夹杂过程在燃烧器内进行。 2). 高热值燃烧器 6、按火焰外形分类: 1)直焰燃烧器:燃气或燃气—空气夹杂物分开火孔或喷头后,构成直射流,火焰呈直射圆锥形; 2)平焰燃烧器,燃气和空气或燃气—空气夹杂物分开火孔或喷头后,构成平坦气流,火焰呈圆盘形; 3)可调焰燃烧器。 7、按燃烧所处的介质分类: 1)气中燃烧器:燃烧器出口置于气相介质(烟气或空气)中,一般出口处的反压力较小,未燃气体或未完全燃烧产品分开出 口后可继续燃烧; 2)淹没燃烧器(液中燃烧器),燃烧器出口置于液面下,出口处的反压力较大,未燃气体或未完全燃烧产品分开出口后,燃 烧将中缀。 8、按火道烟气出口速度分类: 1)低速燃烧器,火道出口烟气速度小于或等于50m/s; 2)高速燃烧器,火道出口烟气速度大于50m/s,一般为200~300m/s。 9、按能否使用固体催化剂分类: 1)非催化燃烧器,燃烧器构成中无催化燃烧部件; 2)催化燃烧器,燃烧器的次要构成部件之一是催化燃烧板。燃气在催化燃烧板长进行燃烧。 (二)烤炉常用炉头 B.B.Q所用燃烧器,绝大大都为大气式燃烧器,属于预混空气燃烧体例,即炉头必需先与一部份新颖空气(一次空气)在引射器内 事后夹杂,然后在二次空气的协助下,完成燃烧过程。一般来讲,一次空气所需空气约占炉头全数燃烧所需空气量的60~70%。其 炉头品种次要为: 1. 按外形分: 1)、管状炉头:其炉头呈管状,有直管、弯管、U形管等。好比我们常见的烤炉主炉头。 2)、环形炉头:焰孔呈环状,如我们的边炉头,家里用的燃气灶、烤箱灶面燃烧器。双环、三环燃烧器,每环都零丁设喷嘴、 引射器、旋塞阀。 3)、圆形或矩形:其燃烧的部门呈一个圆形概况或矩形概况。好比边炉、后炉顶用的红外线)镀铝板冲压炉头: 多用于便携式及经济款烤炉,是烤炉产物中利用最多的炉头品种,次要长处是成本较低,但1~2年会呈现锈蚀穿孔问题,因此市道上 多有此类炉头做配件出售。 2)不锈钢板冲压炉头: 多用于经济款烤炉,给消费者供给一个相对较好的选择,模具同镀铝板冲压炉头完全分歧,是目前利用最为遍及的炉头,好比我 们常见的烤炉主炉和边炉头均是由各类不锈钢冲压成形的。它的长处是:用料较省,材料成本低,错误谬误是:焰孔成形多为有芯 冲制,但炉头长渡过长,是一个冲压工艺难点,在有折弯动作的场所,节制冲制焰孔变形也是一个问题。次要成本在工艺成本 上 ,目前跟着大陆手艺的前进,此刻已根基处理了其以前的手艺难点。 3)铸铁炉头: 在所有档次的炉具上均大量利用,铸铁炉头制造工艺在大陆较成熟,相对来讲,成本较为低廉,最次要的长处是燃烧质量较 好,相较于保守的冲压炉头,有其本身的劣势。 错误谬误是:耐侵蚀性差,虽然从烤耐高温漆到珐琅处置,一路改善,但结果无限. 4)铸铜炉头及不锈钢锻造炉头: 铸铜炉头的环境雷同于不锈钢冲压炉头,通过材料的变动,给消费者另一个选择,但成本大约会添加3倍摆布,跟着目前铜原 材料的跌价,其成本也在添加,目前市场少少有。部份铸铜炉头有持久高温工作而变形的客诉. 不锈钢锻造炉头材料及工艺成本不是一般炉具能够承受的,只要在最高端的专业烤炉市场上有售卖,仅做领会. 5)烧结网炉头: 它是目前市场上新呈现的一种趋向,其燃烧概况用一种铁铬铝材料做成的网状,其长处是燃烧时能发生红外结果,热效 率较管炉头高,在中高档炉具中会有一些使用,添加看点及选择,错误谬误是它较管炉甲等成本要高,用在炉具中其烟气或 吹风是一个处理难点,且在寿命测试中,时间烧长后,其网会因高温燃烧变形、掉丝变稀后回火。 再有编织网、陶瓷板等炉头。 (三)炉头设想 1、炉头设想一般要求: B.B.Q根基所有设想均环绕炉头展开,炉头是整台炉具的心脏零件,评价炉头设想能否抱负,从分歧角度有分歧的尺度,一般 有以下几个方面评价炉头设想能否合理: 1) 热负荷足够,满足烤炉烧烤所需的热量. 2) 燃烧过程中,火焰不变,有必然的抗风能力,且在所有的炉阀调理范畴内,均不答应呈现离焰或回火现象. 3)燃烧效率高,燃气能够完全燃烧,不发生CO超标或黄焰现象,并使燃气所释放的热量得以充实操纵. 4) 燃烧乐音小. 5)布局紧凑,平安靠得住,成本低廉. 2、炉头的布局: 炉头凡是次要由调风板、一次空气口、引射管喉部、炉腔、火焰孔构成。 3、烤炉炉头设想中的几个计较: 因烤炉炉头大部门为预混式空气燃烧,故在这里均按预混空气燃烧设想道理进行计较,列举一下几个次要的计较公式: 1)喷嘴流量计较公式: Lg=0.0035μd2√P/S Lg——圆形喷嘴流量(m/h); μ ——喷嘴流量系数,与喷嘴布局形式、尺寸和燃气压力相关; d——圆形喷嘴直径(mm); P——燃气压力(Pa); s——燃气相对密度(空气=1)。 举列计较一下:假如我们用一般的钻头钻一个Φ1.61mm的喷嘴,其喷嘴取l/d=1~2,阀嘴孔斜面与孔核心线.5时, μ=0.78~0.80。这里μ取0.75来计较,假如用纯丙烷2740pa 进行燃烧 ,其丙烷的密度ρ为:2.01kg/m3, s= ρ/1.293 =2.01/1.293≈1.5545 则Lg=0.0035×0.75×(1.61) 2√2740/1.5545 ≈ 0.0035×0.75×1.61 2×41.9836 ≈ 0.2857m/h 换算成BTU值则:0.2857×35.315×2500 ≈25224BTU。 在现实计较中,因喷嘴采纳的角度,加工的喷嘴孔长度、燃气的压力、成份等影响,现实测出的流量 凡是大于计较出的流量热值好几千,大约在5000BTU/H摆布。特别是跟着喷嘴孔径的增大,其误差也 逐渐增大。 2)喉管直径与火孔面积的关系公式 3)一次空气吸入口与燃烧热值、燃烧火孔面积的关系 4)热负荷与火孔总面积的关系公式计较 还有良多,好比炉头布局如引射管扩张角、火孔孔深、火孔尺寸等等计较公式。 (四)炉头燃烧的几种火焰情况 燃气从喷嘴流出后,通过一次进气口带入空气进入引射管内,与空气夹杂并进入炉腔作进一步夹杂,燃后从喷火孔( 我们凡是称焰孔)流出并点燃之后进入一般燃烧,火焰在火孔上方某一位置上驻定,构成不变的火焰。火焰的不变燃 烧,是燃烧器(炉头)设想和平安运转所必需包管的主要前提。火焰的不变性与燃气的品种、压力、炉头焰孔的尺寸 大小、燃烧面积、一次进气口大小、喉管截面积、气体喷出速度及分布的平均性,以及热量分布等要素相关。下面我 们讲一下炉头常见的几种燃烧工况: 一、回火: 也称回焰,就是火焰回到焰孔以内,在炉腔或引射管内一次进气口处燃烧,叫回火。能够分这几种环境:燃气流率降 低时的回火、一般燃烧过程中回火、焚烧时的回火和熄火时的回火。 二、离焰: 火焰离开火焰孔并悬浮在火焰孔上方燃烧,这种现象称为离焰,或者称为浮火。 三、黄焰: 就是火焰在炉头孔出来后燃烧时因为其摄入的空气中的氧气不敷,不克不及充实燃烧时呈现黄色的火焰或火苗。 一般燃烧时火焰颜色呈蓝色,其火焰从焰孔出来后刚好在焰面或焰孔上方燃烧,其火焰的根部与焰孔相连。 (五)炉头的测试 在这里次要讲一下北美烤炉和CE烤炉炉头的测试。 北美烤炉炉头认证测试要求: 1、回火测试: (a)在降低的、一般的、增大的试验压力下立即点燃时; (b)在一般试验压力下延迟点燃2至20秒时; (c)在一般试验压力下供气流量仅为满流量的20%时; (d)在本尺度划定的任何一项其他试验期间; 2、积炭测试:a、本尺度任何测试期间,燃烧器不克不及有积碳,b、在划定气体增压前提下高态流量 操作1小时不克不及有积炭; 3、泄露测试:在一般试验压力下在用明火在一次进气口处引射管边缘测试,炉头一次进气口不克不及 有泄露现象; 4、熄火测试 :將上盖打开到6”的高度,然后松手让其俄然下落,炉头火焰不答应有熄灭.常压、 高、低态下分別测试5次; 5、浮火测试 :盖住炉具75%烧烤面,增压、高态燃烧15分钟不答应有浮火; 6、乐音测试:一般操作过程中不答应有较着乐音。 以上除第5项用丙烷测试外,均需要用 丁烷进行测试。 六、焚烧系统(Ignite system) 前面讲了燃气、减压阀、瓦斯管、阀管组合、炉头、但还未烧起来,B.B.Q 烤炉要实现燃烧,还有一个部门,那就是焚烧 系统,炉具焚烧体例有良多选择,简介如下: 1、 手动焚烧: 大大都国外烤炉尺度要求有手动焚烧功能,以包管在预定的焚烧功能失效后,炉具仍可利用. 奇异的是,越是高档烤炉. 为了包管安规此项要求,在设想上却越是坚苦。 2、 压电焚烧安装: 压电焚烧安装的工作道理是操纵压电陶瓷受机械撞击后,能够发生必然的电压,此电压通过电极放电现象,在炉头喷出 的可燃气体处点燃炉头。 准绳上,液化石油气在8KV摆布的电火花下即可点燃,但为包管焚烧靠得住,压电焚烧安装的输出电压应节制在15~20KV间 ,在此输出电压下,电极棒跳火间距节制在3~5MM间,根基能够包管80%以上的焚烧效率(即10发8中). 提高焚烧效率的另一体例是在焚烧电极处设置气体收集安装,即所谓集气罩,增大局部可燃气体浓度,包管焚烧靠得住性, 压电陶瓷焚烧安装有塑料外壳,耐温要求在120℃以下。 压电陶瓷焚烧安装的错误谬误是:一次只能发生一个火花,焚烧靠得住性相对较差,对天燃气的焚烧成功率更低;长处是 :在可供选择的焚烧体例中,是最为经济的,也是使用最为遍及的。 压电陶瓷焚烧安装形式多种多样,常见的有以下几种: a. 压电子: 使用最为遍及,又分单出口/双出口两款。 b. 炉阀联动焚烧: 将压电安装与炉阀调集成一体, 操纵炉阀的开阀旋动弹作焚烧,省去了零丁压电焚烧的动作; c. 扭转式压电子: 操纵一套棘轮机构,将通俗压电子的单发焚烧动作转化为扭转持续焚烧,提高了焚烧效率,并有 1/2/3三种出口型式可供选择. 压电陶瓷焚烧安装涉及的安规如下: 美国: ANSI Z21.77 3、 脉冲焚烧体例: 因为压电陶瓷是单发焚烧,总给人焚烧靠得住性差的印象,因此中高档炉具多采用脉冲焚烧器做为焚烧安装。 脉冲焚烧器是采用干电池作电源,打火体例简单,平安靠得住,一旦按下焚烧按钮,即可发生连续串的电火花,是较为 抱负的炉具焚烧器。 脉冲焚烧器的错误谬误是:成本较高,约为压电焚烧器的5倍以上,因此在经济款烤炉中,较少利用。 另一问题是因用干电池做电源,而电池对利用温度有苛刻的要求,准绳上不该大于70℃,温度超标过多,电池有爆 炸的危险,因此对其安装位的温度防护就成了一个比力棘手的问题。 常用的处理方案是将焚烧按钮同脉冲焚烧器本体(含电池)分手设置,仅在焚烧按钮上改善耐温特征(可达到140℃), 错误谬误是又提高了成本。脉冲焚烧器的出口数也在响应的添加,现脉冲焚烧器出口最多可达到8个,可同 时供给4个焚烧位(对打)。 脉冲焚烧器尺度: ANSI Z21.20 4、 导火安装: 中高档炉具多安插三个以上炉头,相邻炉头的焚烧必需配备导火安装, 以避免可能的误操作激发气体爆炸问题。 导火安装型式较为简单,多用冲压导火板或管形导火管,部份炉具在炉头核心距许可的环境下,归并集气罩与导火 板,是个很好的设想概念. 导火板/集气罩工作情况恶劣,间接表露在火焰中,材料选用保举不锈钢。 5、 电极棒导线: 电极棒导线常用材料为特氟龙或硅胶编织线℃。 电极棒导线利用中最易出问题的部份在前后接插端上,零落、松动均会形成焚烧失效,常规检测方式是:将导线接在 焚烧针的端子或焚烧器的端子上,另一端吊一个2kg重球,振动2~3次,无松动/零落现象即为及格。 竣事语 感谢大师能耐心地听我在这里讲,BBQ燃烧系统涉及 面很广,是一个很大的科学工程,我也是姑且边学边做 的这个PPT,里面连系了一些本人在以前工作时的经验, 在这里若有错误或不当之处,敬请大师提出攻讦斧正, 并请大师以相关书本或尺度为准,能够在当前的工作中 彼此切磋,配合前进! 祝大师工作高兴!

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