预混燃烧
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧.doc
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。
一、部分预混层流火焰产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。
如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。
这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。
为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。
蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。
若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。
若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。
氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。
蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。
层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。
静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余弦定律：sn=vn=vcosψ (5—5)式中ψ——预混气流方向与焰面上该点法线方向之间的夹角。
余弦定律表明了层流火焰传播速度与迎面来的气流速度在火焰稳定情况下的平衡关系，火焰虽有向内传播的趋势，但仍能稳定在该点。
另一方面，蓝色锥体焰面上各点，还有一个气流切向分速度，使该处的质点要向上移动。
第十五章预混燃烧模拟
第十五章预混燃烧模拟FLUENT有一个预混湍流燃烧模型，基于反应过程参数方法。
有关这一模型的内容按以下节次给出：●15.1 概述和限制●15.2 预混燃烧模型●15.3 使用预混燃烧模型15.1 概述和限制15.1.1 概述在预混燃烧中，燃料和氧化剂在点火之前进行分子级别的混合。
火焰前锋传入未燃烧的反应物产生燃烧。
预混燃烧的例子有吸气式内燃机，稀薄燃气轮机的燃烧器，气体泄露爆炸。
预混燃烧比非预混燃烧更难以模拟。
原因在于（亚音速）预混燃烧通常做为薄层火焰产生，并被湍流拉伸和扭曲。
火焰传播的整体速率受层流火焰速度和湍流涡旋控制。
层流火焰速度由物质和热量逆流扩散到反应物并燃烧的速率决定。
为得到层流火焰速度，需要确定内部火焰结构以及详细的化学动力学和分子扩散过程。
由于实际的层流火焰厚度只有微米量级或更小，求解所需要的开销是不可承受的。
湍流的影响是使传播中的层流火焰层皱折、拉伸，增加了薄层的面积，并因此提高了火焰速度。
大的湍流涡使火焰层皱折，而小的湍流涡，如果它们比层流火焰的厚度还小，将会穿过火焰层并改变层流火焰结构。
与之相比，非预混燃烧可以极大地简化为一个混合问题（例如，14.1节中介绍的混合物组分方法）。
预混燃烧模拟的要点在于捕获湍流火焰速度，它受层流火焰速度和湍流的影响。
在预混火焰中，燃料和氧化剂在进入燃烧设备之前已经紧密混合。
反应在燃烧区发生，这一区域将未燃烧的反应物和燃烧产物隔开。
部分预混火焰具有预混和扩散火焰两方面的性质。
它们发生在有额外的氧化剂或燃料气流进入预混系统，或是当扩散火焰离开燃烧器以在燃烧前产生某些预混的情况。
预混和部分预混火焰FLUENT的有限速率公式(见13章)模拟。
还可以参阅16章了解更多有关FLUENT部分预混燃烧模型方面的信息。
如果火焰是完全预混合的，则只有一股具有单一混合比的气流进入燃烧器，可以使用预混燃烧模型。
15.1.2 限制在使用预混燃烧模型时有以下限制：●必须使用非耦合求解器。
均相预混燃烧
均相预混燃烧
均相预混燃烧是燃烧的一种形式，它涉及燃料和氧气（或空气）预先混合成均匀的混合气，这种可燃混合气称为预混合气。
预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为预混燃烧。
它是相对于扩散燃烧的另一种典型燃烧方式。
根据预混氧化剂的含量是否能够使燃料完全燃烧，预混燃烧可以分为部分预混和完全预混燃烧两类。
完全预混式的燃烧条件是燃气与空气在着火前按化学当量比混合均匀并有稳定的点火源。
点火源一般是炽热的燃烧室、专用的火道等。
完全预混式燃烧火焰传播速度快，几乎不存在化学不完全燃烧现象，但火焰稳定性差，易发生回火。
预混燃烧一般发生在封闭体系中或混合气体向周围扩散的速度远小于燃烧速度的敞开体系中，燃烧放热造成产物体积迅速膨胀，压力升高，压强可达709.1~810.4KPa。
此外，预混燃烧的特点还包括火焰以湍流方式传播，燃烧速度取决于化学反应的速度，火焰面的温度取决于燃料空气掺混比。
预混燃烧
一、预混燃烧的基本介绍1.贫燃预混燃烧的介绍贫燃预混燃烧是在保证燃料充分燃烧的情况下，增大空气的供给量，从而降低燃烧室的温度，满足较低的污染物排放标准（可以做到低NOx的排放）。
但是与常规的扩散燃烧技术相比，贫燃预混燃烧是在偏离正常化学当量比下进行的，这就会产生燃烧的不稳定性（主要包括回火以及振荡燃烧），严重阻碍了贫燃预混燃烧技术的发展。
维持贫燃预混燃烧室内的正常燃烧，其关键就在于避免火焰的吹熄与振荡燃烧。
火焰吹熄现象是因为燃烧室内当量比被控制在接近贫燃熄火极限，以便尽量降低火焰温度以及的排放，而在这种燃烧状况下，火焰传播速度很低，在相对高速的火焰流场中，会导致火焰的熄灭现象，这种现象发生的时间很短，被称为静态不稳定。
因此要避免火焰吹熄，维持预混火焰的稳定燃烧，关键就在于保持火焰燃烧速度与流场速度的平衡，可从以下两种方法着手：①提高燃烧速度；②降低燃气供给速度。
提高燃烧速度可使用端流产生器提高火焰瑞流强度，而降低燃气平均速度可以通过减少燃气供给做到，但是燃机的总效率也会下降，通常采用在燃烧室内安装钝体稳焰器或在燃烧室避免加工凹槽形成局部低速区域，使火焰燃烧速率与流场速率均衡，以便维持火焰的燃烧。
另外除上述方法外，旋流因为其特殊的流动特性，也常用于稳定湍流火焰。
预混燃烧的不稳定受燃料种类、进气温度、燃料一空气过量空气系数、燃烧室几何参数、燃烧室温度以及压力等众多参数的影响。
按压力振荡频率可将燃烧不稳定分为：低频振荡、中频振荡、高频振荡。
按照压力振荡涉及的燃烧系统部件可以将其定义为三类：燃烧系统不稳定、燃烧室腔体不稳定以及固有燃烧不稳定。
根据燃烧系统内不同扰动间的相互关系，可将燃烧不稳定分为受迫燃烧不稳定和自激燃烧不稳定，也可称为受迫振荡和自激振荡。
二、国内外研究现状及进展Lieuwen等人对预混燃烧室内的燃烧不稳定性进行了理论和实验研宄，将预混燃烧室分为进口区域、燃烧区域以及燃烧产物区域三个部分，用“完全撞拌反应器”模型（WSR）对当量比波动引起燃烧热释放波动的机理进行了描述和分析。
预混燃烧名词解释
预混燃烧名词解释
预混燃烧是一种燃烧方式，指的是燃料和助燃剂在进入燃烧室之前就完成混合。
在这种燃烧方式中，燃料和助燃剂在进入燃烧室前混合，混合比可控，燃烧充分，因此可以降低尾气中的有害物质排放，降低燃烧噪声，提高热效率。
工业生产中的预混燃烧主要有两种形式：预混-预混燃烧和预混-扩散燃烧。
预
混-预混燃烧是将燃料和助燃剂在进入燃烧室前预混，然后在燃烧室内进行燃烧。
预混-扩散燃烧则是将燃料和部分助燃剂在进入燃烧室前预混，然后在燃烧室内与
剩余的助燃剂进行混合燃烧。
预混燃烧的优点主要有三个方面：一是能有效降低尾气中的有害物质排放；二是由于燃烧充分，可以提高热效率；三是由于混合比可控，可以降低燃烧噪声。
预混燃烧的缺点是需要一个合适的预混器，来保证燃料和助燃剂的混合比例和混合
质量，否则将影响燃烧效果。
因此，预混燃烧的关键是要找到一个适合的混合方式和混合器。
燃烧设备上，预混燃烧的应用广泛，可用于火力发电、工业热炉、航空发动机、汽车发动机等许多领域。
在这些应用中，预混燃烧不仅能提供高效率的燃烧，而且能有效地控制有害物质的排放，是一种十分理想的燃烧方式。
总的来说，预混燃烧是一种将燃料和助燃剂在进入燃烧室前预先混合的高效燃烧方式，能有效地提高燃烧效率，降低排放，降低噪音 pollution。
其在工业生产中有着广泛的应用。
预混燃烧名词解释
预混燃烧名词解释
预混燃烧，是指燃料和氧气或空气混合在一起后进行的燃烧。
在这个过程中，燃料与氧气或空气的混合并没有达到化学平衡，而是在燃烧过程中逐渐接近化学平衡。
预混燃烧的特点是燃烧速度快，燃烧效率高，可以大大提高热效率，降低燃
料消耗，减少污染物排放。
预混燃烧常用于发动机和燃烧器中。
对于使用液体燃料的发动机来说，预混燃烧可以提高燃烧效率和降低排放；对于使用气体燃料的燃烧器来说，预混燃烧可以使燃烧更完全，减少一氧化碳和未燃烧的燃料排放，同时可以降低燃烧噪声。
预混燃烧技术的关键是提高燃气和空气的混合效果，因此，对燃料和氧气或空气的混合方式和混合比例的控制非常重要。
一种常见的方法是使用特殊的混合器，将燃气和空气混合到一起，然后将混合好的气体送入燃烧器进行燃烧。
此外，由于预混燃烧过程中燃料与氧气或空气的混合并未达到化学平衡，因此，需要在燃烧过程中不断调整混合比例，以保证燃烧效率。
这就需要高精度的混合比例控制系统，可以对燃料和氧气或空气的混合比例进行精确的调整。
总的来说，预混燃烧是一种高效、环保的燃烧方式，但其实现需要精确的混合控制和比例控制等技术支持。
全预混空气燃烧方法的技术条件
全预混空气燃烧方法的技术条件全预混空气燃烧是一种常用的燃烧方法，它将燃料与空气完全混合后再进行燃烧，具有燃烧效率高、燃烧稳定、NOx和CO排放低等优点。
下面将从燃料预混比例、混合均匀度、混合方式和点火方式等几个方面介绍全预混空气燃烧的技术条件。
1.燃料预混比例：全预混空气燃烧的关键是要将燃料和空气充分混合在一起，形成可燃的气体。
燃料的预混比例通常以理论空气与燃料的摩尔比来表示，如过剩空气系数。
一般来说，过剩空气系数在1.2-1.4之间可以保证燃烧效率较高，同时降低NOx和CO的排放。
2.混合均匀度：混合均匀度是指燃料和空气混合程度的好坏，直接影响到燃烧效率和排放物的生成。
为了保证混合均匀度，可以采用多个喷嘴进行喷燃，增加混合时间和混合区域。
此外，还可以采用预混室等装置，通过增加通道长度、设置导流板等手段来增强混合效果。
3.混合方式：全预混空气燃烧的混合方式有横向混合和纵向混合两种。
横向混合是指燃料和空气在横向方向上进行混合，如多喷嘴同时喷燃。
纵向混合是指燃料和空气从上至下进行混合，如预混室等装置。
选择合适的混合方式可以根据具体的应用需求和设备结构决定。
4.点火方式：全预混空气燃烧的点火方式通常采用强电火花点火或高能点火等技术。
这些点火方式具有点火能量大、点火可靠性高、点火延迟时间短等优点。
点火方式的选择应考虑到燃料的燃点和点火延迟时间等因素，以保证燃烧的稳定性和可靠性。
除了以上几个技术条件外，还需要考虑燃料和空气的参数，如温度、压力、湿度等。
温度和压力对燃料的气化和混合有重要影响，通常应控制在合适的范围内。
湿度对于混合物的形成和燃烧也有影响，过高或过低的湿度都可能导致燃烧性能下降。
总之，全预混空气燃烧技术的条件是燃料与空气的充分混合，通过合理的预混比例、混合均匀度、混合方式和点火方式等来实现。
合适的燃料预混比例、良好的混合均匀度和适当的点火方式可以保证燃烧效率高、燃烧稳定以及降低排放物的生成。
第三节 扩散火焰与预混火焰
在动量其主要作用区域 ，无因次火焰长度的经 验公式为 : Frf 5 L* 23
甲烷射流火焰的长度比丙烷小的原因： （1）出口动量对甲烷射流火焰长度的影响其主要作用，使得 甲烷射流火焰的无量纲长度比丙烷的长； （2）甲烷出口密度很小，使得动量直径显著变小，这个较小 的动量直径是使得甲烷火焰长度变小的关键因素（尽管甲烷 的化学计量系数比丙烷小，但它的影响比动量直径要小得多）
在“快速化学反应”的极限条件下，化学反应时间τchem远小于 流动特征时间 Τchem<< τtransport(或τdiffusion)
火焰结构由反应物和能量的分子 扩散决定（即扩散过程是最慢的、 控制反应速度的过程），火焰可 以从分开燃料和氧化剂的表面取 一个薄层来模拟。
火焰处燃料和氧化剂的质量扩散流率为化学恰当比。
火焰弗卢德数定义如下 : T f e / gd j T 其中 : T f 为燃烧特征温度， ve为出口流速
1/ 4
Frf
ve f 3 / 2
1/ 2
将喷管内流体密度与环 境密度之比 e / 与初始射流 直径d j 综合为一个参数 ,即动量直径 :
第四节 火焰稳定的原理和方法
对于燃烧装置来说，不仅要保证燃料能顺 利着火，而且还要求在着火后形成稳定火 焰，不出现离焰、吹熄、脱火、回火等问 题，从而具有稳定的燃烧过程。如果着火 后的燃烧火焰时断时续，那么该燃烧装置 就不具备实用价值。
一火焰稳定的基本条件
二 火焰稳定机理
对于预混可燃气体燃烧来说，气流喷出并 引燃后，在喷口处附近形成锥形火焰，其 锥角符合火焰稳定的余弦定律。如果气流 流速过高，火焰将会从根部开始吹脱；反 之，如果气流流速过低，火焰则会引向喷 口内。由此说明预混火焰在一定的流速范 围内存在一个稳定的点火源，否则火焰无 法维持稳定。
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一、预混燃烧的基本介绍1.贫燃预混燃烧的介绍贫燃预混燃烧是在保证燃料充分燃烧的情况下，增大空气的供给量，从而降低燃烧室的温度，满足较低的污染物排放标准（可以做到低NOx的排放）。
但是与常规的扩散燃烧技术相比，贫燃预混燃烧是在偏离正常化学当量比下进行的，这就会产生燃烧的不稳定性（主要包括回火以及振荡燃烧），严重阻碍了贫燃预混燃烧技术的发展。
维持贫燃预混燃烧室内的正常燃烧，其关键就在于避免火焰的吹熄与振荡燃烧。
火焰吹熄现象是因为燃烧室内当量比被控制在接近贫燃熄火极限，以便尽量降低火焰温度以及的排放，而在这种燃烧状况下，火焰传播速度很低，在相对高速的火焰流场中，会导致火焰的熄灭现象，这种现象发生的时间很短，被称为静态不稳定。
因此要避免火焰吹熄，维持预混火焰的稳定燃烧，关键就在于保持火焰燃烧速度与流场速度的平衡，可从以下两种方法着手：①提高燃烧速度；②降低燃气供给速度。
提高燃烧速度可使用端流产生器提高火焰瑞流强度，而降低燃气平均速度可以通过减少燃气供给做到，但是燃机的总效率也会下降，通常采用在燃烧室内安装钝体稳焰器或在燃烧室避免加工凹槽形成局部低速区域，使火焰燃烧速率与流场速率均衡，以便维持火焰的燃烧。
另外除上述方法外，旋流因为其特殊的流动特性，也常用于稳定湍流火焰。
预混燃烧的不稳定受燃料种类、进气温度、燃料一空气过量空气系数、燃烧室几何参数、燃烧室温度以及压力等众多参数的影响。
按压力振荡频率可将燃烧不稳定分为：低频振荡、中频振荡、高频振荡。
按照压力振荡涉及的燃烧系统部件可以将其定义为三类：燃烧系统不稳定、燃烧室腔体不稳定以及固有燃烧不稳定。
根据燃烧系统内不同扰动间的相互关系，可将燃烧不稳定分为受迫燃烧不稳定和自激燃烧不稳定，也可称为受迫振荡和自激振荡。
二、国内外研究现状及进展Lieuwen等人对预混燃烧室内的燃烧不稳定性进行了理论和实验研宄，将预混燃烧室分为进口区域、燃烧区域以及燃烧产物区域三个部分，用“完全撞拌反应器”模型（WSR）对当量比波动引起燃烧热释放波动的机理进行了描述和分析。
Hirsch等人对旋流预混燃烧进行了研究并建立了火焰模型，流场模型结果如图1所示，将涡方程加入到火焰模型中，提出了一种新的预混旋流火焰的火焰传递函数描述方法，可以描述不同类型旋流燃烧室传热规律，并解释了热释放脉动与速度脉动间的关系。
Russ等人对预混旋流燃烧的火焰模型进行了研究，分析了燃气温度、燃气混合当量比波动以及燃烧室压力脉动等因素与燃烧热释放脉动之间的关系，提出了稳定燃烧的范围。
Cohen和Anderson以贫燃预混燃烧室为对象进行了实验研究。
研究发现：预混气体当量比接近贫燃熄火极限时容易产生燃烧不稳定现象，对火焰的纹影图像发现此时火焰出现间歇性脉动，且脉动尺度较大。
另外还发现，流场中旋润会在轴向发生周期性脱落，导致燃烧不稳定的产生，且随当量比的减小，燃烧不稳定性加剧。
KT Kim研究了贫燃预混旋流燃烧室（如图2所示）中瑞流火焰对进气速度的动态响应，建立火焰模型对不稳定燃烧进行了分析，预测了对应燃烧室热声振荡频率范围为220Hz和350Hz。
图2 贫燃预混旋流燃烧室示意图Lee HJ等人分别研究了燃烧室长度、当量比燃料喷射位置等对热声振荡特性的影响规律，研宄表明预混段长度对燃烧热释放强度影响很大，但是对声压脉动与速度脉动之间的相位关系影响不大，对压力信号及CH信号的分析处理确认了不稳定性机理的耦合。
J.C.Broda,S.Seo等人对预混旋流燃烧器（如图3所示）进行了不同条件下的实验研究，研究表明燃烧热释放脉动与压力振荡存在某种联系，可能是导致燃烧不稳定的原因。
图3 实验装置示意图Hardalupas等研究了预混气当量比以及预混效果对燃烧不稳定性的影响规律，实验发现火焰基部化学当量比波动幅度很大，范围从0.2-1.8波动。
Meier和Stopper等采用天然气为燃料对贫燃预混燃烧进行了实验研究，从不同当量比、燃烧热功率、燃烧室压力等条件进行研究，通过PIV技术观测到在剪切层层存在有不同尺寸的旋祸，并通过OH-PLIF手段对火焰面形状、位置进行分析，研究表明燃烧中主要过程在剪切层进行，反应区域受流场参数的影响，表明热声振荡燃烧时燃烧热释放脉动与预混气当量比、燃烧室压力、进气速度等参数的脉动有一定联系。
Barlow等对贫燃料预混条件下的燃烧特性进行了研究，研究表明控制空气与燃料的掺混比例可以有效调节燃烧温度，从而可以控制热力型NOx的形成，但是降低温度的同时又会增加CO的产生，温度控制1670K-1900K在左右时，NOx和CO的排放都比较低。
O Tuncer等人以常压下的预混旋流燃烧室为研究对象，对冷态流场与火焰稳定间的关系以及贫燃媳火极限与当量比之间的关系进行了实验研宄，实验过程旋流数为0.74，研究发现，冷态流场也出现了中心回流区，表明反应流场与非反应流场具有相似性。
另外在接近贫燃极限，熄火-再燃的过程持续发生。
曹红加对预混火焰燃烧不稳定特性及其控制技术进行了研究（如图4），研究表明燃烧不稳定特性与预混燃气当量比有相当大的关系压力振荡的特征频率随当量比的增大而减小；而燃烧不稳定特性与进气流量的关系较为复杂，燃烧室内的平均压力对压力振荡的特征频率也有较大大的影响其特征频率随燃烧室平均压力的增大而减小。
图4 实验装置和测量系统简图李国能以Rijke预混燃烧器为实验研究对象进行了实验研究，研究表明预混气当量比对热声不稳定特性有重要影响，表明贫氧条件条更容易激发燃烧不稳定问题。
赵震等人对模型燃烧室在贫油预混条件下的燃烧不稳定性进行了实验研究。
实验主要研究了预混气当量比、喷射速度及燃烧室出口面积等因素对不稳定燃烧的频率和幅值的影响。
实验表明：在很宽的当量比和速度范围内，均出现了燃烧不稳定现象，压力振荡的频率集中在之间；且随着预混气速度的增加，频率和幅值都随之增加；而随燃烧室出口面积的减小，压力振荡幅值增加而频率却随之减小。
郭志辉，王帅等人研究了常温和常压条件下贫燃预混燃烧的不稳定性，研究表明，随当量比的提高，燃烧经历了从稳定到不稳定的状态，并达到有限循环脉动状态。
流动脉动和火焰的相互稱合作用是激发和维持自激振荡燃烧的主要原因。
柳伟杰等人通过实验和数值模拟的方法研究了甲烷/空气预混低旋流燃烧的流场结构及当量比对甲焼低旋流燃烧的影响，研究表明，甲烧空气预混低旋流气流在喷嘴出口处扩张，形成有利于燃烧稳定的低速区；预混火焰“悬浮”于喷嘴上方。
刘联胜，李志勇等人利用噪声分析仪对预混燃烧的热声振荡进行了声场分析，实验结果表明预混气的组分浓度变化是火焰低频振荡产生的主要原因。
三、实验系统1.系统组成实验系统流程如图5所示，主要由空气进气系统、燃料进气系统、点火系统、燃烧系统、测量系统、数据采集系统组成。
图5 贫燃预混旋流燃烧室实验装置示意图空气和丙烧分别经过减压阀、流量计计量后通入到预混段进行混合，在旋流器的作用下混合均勾后通入到燃烧室内进行点火燃烧，同时开始各部分数据采集及记录，燃烧产生的产物经过喷管段后排放到室外。
2. 燃烧室的设计燃烧室设计主要内容包括：预混及燃料喷射部分设计、主燃烧室设计以及燃烧室出口喷管设计。
其中预混管和主燃烧室都为圆筒形结构，且与旋流器、中心钝体保持同心。
燃烧室中旋流器及预混段主要作用是使空气和燃烧充分预混，并在燃烧室入口处形成一个带有中心回流区和角回流区的稳定火焰。
为方便观测火焰形态变化，以及PIV观测流场，部分预混段和主燃烧室采用耐高温的石英玻璃制作，承受温度可达1300C，基本满足实验需要。
在燃烧室侧壁为压力传感器接口测量燃烧室内动态压力信号，以及两支热电偶，测量燃烧火焰温度变化。
2.1 预混及燃料喷射部分预混组件主要是为燃烧室提供充分预混的预混气，并以一定速度通入到燃烧室内点火燃烧，预混组件可分为燃料掺混，旋流器、音速喷嘴以及预混通道四个部分。
图6 燃料喷射示意图2.2 旋流器图7 旋流器3.参数测量系统动态压力测量燃烧压力测量方法是指测量燃烧室中压力随时间的变化并将测得的压力曲线经过分析处理，目前仍是预混瑞流燃烧研究领域中一种不可或缺的重要实验手段，燃烧内压力波动直接表征燃烧室的不稳定性，因此压力信号的采集至关重要。
图8 压力测量结构四、贫燃预混火焰形态及熄火极限分析4.1 火焰传播机理及火焰结构形态气体燃料的燃烧根据燃烧前燃料和空气混合状态的不同和流动速度范围的不同，可以分为预混燃烧和扩散燃烧，层流火焰和溫流火焰。
传统的扩散燃烧方式，燃料燃烧所需要的氧化剂依靠空气扩散来提供，且燃料与空气的混合过程占据大部分燃烧时间，火焰面位于燃料与氧化剂的交界面上，燃烧较为缓慢，火焰温度很高，且稳定燃烧范围很宽。
与此不同，预混燃烧或部分预混燃烧方式为空气与燃料进入到燃烧室之前会进行部分预混或完全预混，部分预混火焰可分为两个部分：内焰的预混火焰和外焰的扩散火焰。
经过部分预混的可燃气在内焰燃烧，剩余的未燃燃料则在外焰与外围空气进行燃烧。
随预混程度增加，内外焰体积和火焰也随之发生变化。
与层流火焰相比，由于湍流涡团脉动的影响，湍流火焰前锋不再光滑、规则，而是新鲜可燃气涡团、燃烧着的涡团与燃尽涡团交替存在着。
依然可以将火焰简单分为三个区域：核心区域、燃烧区域以及燃尽区域，如图9所示。
核心区域内是新鲜的未参与反应的可燃预混气体；燃烧区即化学反应区，为可见的火焰前锋，可燃物大部分在此区域反应；剩余的可燃物在燃尽区域内被燃尽。
图9 湍流火焰示意图如图10所示，旋转射流的内外卷吸作用会使喷嘴出口处下游轴心位置的静压降低，在压差的作用下，会形成中心回流区。
其形成过程为：当旋转射流进入筒状燃烧室时，形成空心的圆椎射流，存在内、外两个边界，外边界卷吸周围预混气体，而内边界抽吸下游高温烟气，产生回流。
回流的气体是燃烧后形成的高温产物，当新鲜预混燃气进入燃烧室时被回流的高温烟气加热，然后被点燃。
因此，可以利用此回流区作为持续点火源，使新鲜的预混可燃气体能够持续稳定的燃烧，起到稳焰的作用。
图10 旋转射流流场示意图图11 旋流预混火焰图像与结构旋流预混火焰也分为三个部分，如图11所示。
区域1为中心回流区，火焰颜色为蓝色，可用肉眼很明显的区分开来，左侧的黄色火焰的产生是向旋流火焰中投入细小的可燃物（如木块）用以观察回流区域；区域2为角回流区，位于中心回流区外侧下部的区域，火焰颜色呈更明亮的蓝色，火焰其余的部分为区域3。
而燃烧反应主要在中心回流区域1进行。
4.2 当量比对火焰形态的影响固定空气流量不变，调节燃料进气流量以达到改变预混气体当量比。
图12 预混旋流火焰形态第一幅图片中，当量比较小，火焰呈祸团状，隐约可见回流区轮廓，当量比继续增大到0.67φ= 时，明显出现回流区稳焰结构，在0.72φ=时火焰图片中可以明显看到火焰有强烈的旋转，火焰为中空；继续增大当量比。