文 献 综 述

一、 课题背景

近几年来，城镇化与新农村建设的脚步逐渐加快，天然气的开采和利用也达到了空前的高度。如今市场上的燃气灶采用扩散或半预混燃烧方式，燃烧效率和传热效率太低，空气系数在0.4~0.8之间，远远低于要求；使用的能源大多都是天然气，天然气的主要成分是甲烷和少量乙烷，丙烷，氮和丁烷组成，扩散或半预混燃烧会导致天然气不完全燃烧，产生CO和氮氧化合物污染环境。为了改善传统燃气灶的热效率低，污染环境和浪费能源等缺点，采用全预混中餐灶是非常必要的。全预混燃烧能有效地降低污染物的排放，热损失降低，热效率提高，空气系数大于1，但也存在着燃烧稳定性差，产生离焰和回火等缺点。如今市场上的中餐灶达到全预混燃烧条件的不是很普遍，全预混燃烧技术是一种燃烧效率高，具有高燃烧热强度的燃烧方式，所以将全预混燃烧技术应用在燃烧器中， 充分发挥全预混燃烧技术的优点，开发出高效节能的全预混燃气具是大势所趋^[1]。

现在市场上的中餐灶按所适用的燃气分，可分为人工煤气灶、天然气灶和液化石油气灶；按燃烧器头数分，可分为单头（单眼）燃气灶、双头（双眼）燃气灶、多头（多眼）燃气灶；按点火及控制方式分，可分为压电陶瓷燃气灶、电脉冲电子打火燃气灶及带熄火保护装置燃气灶等；按燃烧方式分，可分为大气式燃气灶和红外线燃气灶等；按功能分，可分为燃气灶、烘烤器、烤箱、烤箱灶和饭锅等；按外壳材料分，可分为全不锈钢燃气灶、搪瓷燃气灶和铸铁燃气灶等（目前铸铁燃气灶已趋向淘汰）；按结构形式分，可分为台式、落地式、嵌入式（镶嵌式）燃气灶；按烘烤方式分，可分为直接式、半直接式和间接式燃气灶。中餐灶主要由3部分组成，分别是供气部分，辅助部分和燃烧部分。供气部分有燃气管路，阀门等；辅助部分有点火装置、自动控制装置和其他部件（外壳、支角、汤盘和锅架等）；燃烧部分主要是燃烧器^[2]，它是燃气灶的主要部分。

市面上常见的燃烧器主要分为扩散式燃烧器和大气式燃烧器两种^[3] ，热量传递以对流换热和辐射换热为主的两种状态。扩散式燃烧器按空气供给方式不同分成自然供风式和鼓风式两种，燃烧要求的压力低，燃烧较为稳定，不回火，但是热效率都不高，容易产生不完全燃烧，经济效益低；大气式燃烧器又称引射式预混燃烧器，火焰燃烧短，火力强，燃烧较完全，但是一次空气系数通常在0.4~0.75之间，不能达到完全燃烧，燃烧温度收到引射空气量的限制。这两种燃烧器燃烧效率都很低，扩散式燃烧器的热效率在0.45左右，大气式燃烧器的热效率在0.55左右。

引射式大气燃烧器是应用最广泛的燃烧器，因为其燃烧所需空气被高速喷射的气体吸入，不需要动力设备，燃烧器只能在一定范围内喷射空气 范围仅与燃烧器有关，与结构和喷嘴有关，与燃烧器的工作状态无关，即空气喷射系数不随负载变化^[4]。引射器是用于喷射一次空气的主燃烧器的关键部件。它利用高速气体的喷射作用在喷出的一次空气周围产生负压。吸入压力低的一次空气进入收缩室，然后两股流体在引射器内部充分混合，使燃烧器能够稳定完全燃烧。喷射能力直接影响燃烧器的燃烧效率，污染物排放等，因此成为国内燃烧器的研究热点之一^[5]。根据引射器中相互作用介质的状态来分类，一般分为三种，分别是（1）工作和引射介质集态相同；（2）工作和引射介质处于不同的集态，混合后集态也不发生改变；（3）介质的集态发生改变，混合前工作和引射介质处于不同集态，混合后变成同一相态^[6]。根据燃气供气压力的不同,引射器又可分为低压引射器与高(中)压引射器两种。前者多用于民用燃具,后者多用于工业装置,引射气体供气压力低于20000Pa的引射器称为低压引射器,高于20000Pa的称为高(中)压引射器^[7]。大部分城镇与新农村居民使用的中餐灶，设计的供气压力为2000Pa左右,属于低压,因此本课题所研究的引射器为低压引射器。

二、 现有技术

喷嘴、吸收室、混合室及扩压室是构成引射器的主要部件,喷嘴主要用于压缩空气和燃气，吸收室中工作流体带动引射流体加速，混合室中工作流体和引射流体混合成单一的流体，经过扩压室减速压缩达到一定的背压。其结构形式和工作原理如图1所示。

图1 低压引射器结构形式和工作原理示意图^[7]

1#8212;喷嘴; 2#8212;收缩室; 3#8212;混合室喉部;
4#8212;混合室; 5#8212;扩压室