激波吹灰是一個快速燃燒過程,叫湍流燃燒。整個過程約10毫秒左右。燃燒速度V是200~250M/S,為亞音速燃燒,燃燒溫度可瞬間升高9倍,達到~2700K,燃燒壓力(P)可達到0.7Mpa。但是必須保證空氣與可燃氣體一定比例的情況下才能快速燃燒,從理論上計算空氣與可燃氣體的當量比為1:15公斤。但是經過實際試驗,根據不同可燃氣體的爆炸極限和標準燃燒速度不同(見表1),我們實際采用的乙炔氣體與空氣比為1:25~30公斤。
通過表1可以看出,雖然有多種可燃氣體可以采用,由于乙炔氣體具有較大的爆炸極限范圍,不但容易掌握和采購,而且氣源可以保障又便于裝卸和運輸。乙炔氣的特點就是價格低。
乙炔是一種不飽和碳氫化合物,在常溫下是一種無色氣體,在標準狀態下比空氣略輕,自燃點為480℃,與空氣混合后的自燃溫度為305℃。含有7%~13%乙炔的乙炔、空氣混合氣體和含有30%乙炔的乙炔、氧氣混合氣體***容易發生燃燒。1:1的乙炔氧氣混合氣體燃燒的傳遞速度可達300m/s,燃燒時產生的壓力可達35Mpa。乙炔反應式為:2C2H2+5C2=4CO2=2H2O+Q從反應式中可以看出,乙炔燃燒時生成二氧化碳和水,并釋放出熱量。所以選用乙炔作為激波吹灰吹灰器的能源。
附表1 常用可燃氣體爆炸極限表
名稱 |
爆炸極限體積百分數(%) |
標準燃燒速度*(m/s) |
|
下限 |
上限 |
||
甲烷 |
5.3 |
15.0 |
0.365 |
乙烷 |
3.0 |
12.5 |
|
丙烷 |
2.2 |
9.5 |
0.457 |
丁烷 |
1.9 |
8.5 |
0.396 |
乙烯 |
3.1 |
32.0 |
0.701 |
乙醇 |
3.28 |
18.95 |
|
一氧化碳 |
12.5 |
74.0 |
|
氫氣 |
4.0 |
75.0 |
|
天然氣 |
4.5~5.5 |
13~17 |
0.38 |
礦井氣 |
23.1 |
37.0 |
|
水煤氣 |
6.2 |
70.4 |
|
液化石油氣 |
1.7~1.9 |
9.0~9.7 |
0.4 |
乙炔氣 |
1.5 |
82 |
1.767 |