燃燒器射流與管內(nèi)流動不同,其脫離了管口,不受管壁的影響和約束,并且與周圍的氣體接觸和混合。窯頭主燃燒器與二次風的接觸和混合直接影響燃燒效率。射流有層流和湍流兩種狀態(tài),窯頭燃燒器屬于湍流射流。射流分自由射流與受限射流,由于燃燒器噴出后受到回轉窯窯壁的約束,因此屬于受限射流。自由射流的形成與特點:氣體噴出后,不僅沿軸向向前運動,由于與周圍氣體速度差的存在,還發(fā)生橫向運動,使得噴出氣體與周圍氣體不斷地互相摻混,進行質量和動量交換,從而帶動周圍氣體一起向前運動。
燃燒器射流在向前流動過程中,其流量和橫截面積不斷增大,流速逐漸降低,形成向周圍擴散的錐形體的流動,射流在周圍氣體中消失(淹沒)。特殊的射流:同心射流的混合,之所以單獨說同心射流,因為其更接近與現(xiàn)有的燃燒器(除了沒有考慮旋流風、中心風)。同心射流指的是一股氣體從中心管噴出,另外一股氣體從周圍噴出。對于水泥窯燃燒器來說,煤風攜帶煤粉從中心噴出,軸流風從環(huán)隙噴出,高速的軸流風卷吸高溫二次風,同時軸流風與煤風由于速度差的存在,也會發(fā)生混合,這對于煤粉的快速燃燒有重要作用。
燃燒器中需要指出的是,一般情況下煤風速度固定,如果提高軸流風速度,這雖然有助于湍流擴散加快,促進混合,但同時使得氣流射程增大,不利于軸流風與煤風在一定距離內(nèi)的混合。因此,軸流風速度增加后,對于火焰長度的影響是復雜的,有可能因為促進湍流和混合而縮短火焰,也有可能因為射程增大而使火焰延長。
燃燒器旋轉強度越大,旋轉射流切向速度越大,回流區(qū)也越大,射流擴散角也越大,射流的射程越短。也就是說,旋轉強度越大,火焰越粗,同時越短。需要指出的是,當忽略燃燒器出口處與外界的靜壓差時,所得的旋轉強度稱為旋流數(shù)。而大量實踐證明,此時的誤差不會很大。旋流數(shù)可以直接根據(jù)燃燒器的形式和結構尺寸進行求解。同時,對于不同結構的燃燒器,即使其旋流數(shù)相同,出口速度場的特性仍可能有較大的差異。