燃燒噪聲——燃燒吼聲
各種液態(tài)燃料和氣態(tài)燃料必須通過燃燒器與空氣混合才能燃燒。在燃燒過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，這種噪聲統(tǒng)稱為燃燒噪聲。
近代燃燒理論認(rèn)為，燃燒是一種游離基的連鎖反應(yīng)，即在瞬時(shí)進(jìn)行的循環(huán)連續(xù)反應(yīng)。游離基是連鎖反應(yīng)的中心環(huán)節(jié)，在燃燒
中游離基參與化學(xué)反應(yīng)并不斷還原，使燃燒進(jìn)行下去。所以，燃燒的氧化反應(yīng)過程并不是一次直接完成的，而是中間經(jīng)過游
離基的作用才完成的?？扇嘉镔|(zhì)不論是氣態(tài)的、液態(tài)的還是固態(tài)的，它們?nèi)紵龝r(shí)的物理狀態(tài)均一樣，燃燒反應(yīng)的化學(xué)過程也
相似，燃燒時(shí)形成火焰并放出光、熱和聲?，F(xiàn)以氣體燃料為例，討論幾種燃燒噪聲的產(chǎn)生機(jī)制、特性和一般控制措施。
（1）燃燒吼聲
可燃混合氣燃燒產(chǎn)生的噪聲，稱為燃燒吼聲。燃燒吼聲大部分來自于燃燒火焰的外焰。外焰有許多燃燒基本單元，每個(gè)燃燒
基本單元在游離基作用下瞬時(shí)被激烈氧化，同時(shí)體積猛烈膨脹，壓力升高并釋放熱量，可燃混合氣體不斷補(bǔ)充到外焰區(qū)域并
被升溫，從而使連鎖反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。
但是，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的燃燒基本單元的位置是隨機(jī)變化的?？扇蓟旌蠚怏w燃燒時(shí)形成的火焰，表面看來是連續(xù)穩(wěn)定的，實(shí)質(zhì)上，
無論是從微觀上還是從宏觀上看，外焰的形狀以及外焰的氣態(tài)物質(zhì)的物理和化學(xué)過程均具有隨機(jī)形式的重大變化。其中，強(qiáng)
度較大的壓強(qiáng)脈動(dòng)通過周圍介質(zhì)向四周傳播，產(chǎn)生燃燒吼聲。
①燃燒吼聲的頻率特性 燃燒吼聲的頻帶較寬，在低頻范圍內(nèi)具有明顯的峰值成分，峰值頻率fp。如式(1)所示
式1
式中 F——可燃?xì)怏w在燃燒器內(nèi)充分燃燒時(shí)的流速；
S——火焰厚度；
K——比例常數(shù)。
燃燒過程中，可燃?xì)馀c空氣若在最佳混合狀態(tài)下，則其燃燒吼聲具有最高峰值頻率；非最佳混合的燃燒，吼聲峰值頻率就下移。
無論使用的燃燒器類型如何，可燃混合氣燃燒時(shí)的吼聲大部分聲能均集中在 250~600Hz，燃燒吼聲頻譜圖如圖1所示。
圖1燃燒吼聲頻譜圖
②燃燒吼聲的強(qiáng)度 經(jīng)過多次試驗(yàn)分析，燃燒吼聲的聲功率與單位時(shí)間內(nèi)燃燒釋放的化學(xué)能之比為10-3~10-2。燃燒吼聲屬于空氣動(dòng)
力性噪聲，具有單極聲源的輻射特性。也可以認(rèn)為，吼聲的聲源是由許多同相位的單極聲源群構(gòu)成的，其輻射的聲功率W可由式(2)
得出：
式2
式中 N——單極聲源的數(shù)目；
E——混合氣燃燒前后的體積膨脹比；
q——每個(gè)單極聲源可燃?xì)怏w的體積消耗速率；
p——混合氣的氣體密度；
c——聲速，dt是對時(shí)間求導(dǎo)。
當(dāng)焰體尺寸短于輻射聲波的波長，且單極聲源的數(shù)目保持不變時(shí)，則輻射吼聲的頻率特性也不變。此時(shí)可以認(rèn)為燃燒吼聲的聲功率
與燃燒速度的平方成正比。當(dāng)可燃?xì)馀c空氣的混合比保持不變時(shí)，燃燒速度與可燃混合氣的流出速度成正比。當(dāng)燃燒器內(nèi)氣體流動(dòng)
處于湍流狀態(tài)時(shí)，燃燒器前后的氣流壓降與湍動(dòng)氣流流速的平方成正比。所以，燃燒吼聲的聲功率與可燃?xì)饣蚩扇蓟旌蠚獾牧鞒鏊?/span>
度的平方成正比。當(dāng)燃燒速度不變時(shí)，燃燒器兩端的壓降與吼聲聲功率成正比。
燃燒吼聲與燃燒強(qiáng)度也成正比。燃燒強(qiáng)度表示單位體積的熱量釋放率。因此，當(dāng)火焰燃燒速度（總熱量釋放率）保持不變而火焰體
積增大時(shí)，則燃燒強(qiáng)度降低，燃燒吼聲也降低。實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)燃燒速度不變，火焰體積增大1倍時(shí)，則吼聲可降低3dB。通過改
變?nèi)紵鲊娮斓呐帕蟹绞剑軌蚋淖兓鹧娉浞秩紵膮^(qū)域（即火焰體積），使火焰體積增大，從而使燃燒吼聲中的高頻成分互相抵
消。一般當(dāng)焰體尺寸等于某一頻率的1/4波長時(shí)，高于這一頻率的噪聲成分因干涉現(xiàn)象而變?nèi)酢?/span>
若混合氣在最佳混合狀態(tài)下，對于噴射控制的擴(kuò)散燃燒：當(dāng)最大湍動(dòng)混合區(qū)與燃燒區(qū)一致時(shí)，產(chǎn)生的噪聲較弱；當(dāng)混合區(qū)大于燃燒
區(qū)時(shí)，便產(chǎn)生額外的湍動(dòng)噪聲；當(dāng)混合區(qū)小于燃燒區(qū)時(shí)，則不能達(dá)到最大的燃燒強(qiáng)度。
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