氣體噴出氣體流動(dòng)

氣體噴出在硅酸鹽工業(yè)窯爐系統(tǒng)中，除了上述的不可壓縮氣體通過(guò)窯爐孔口和爐門(mén)流出外，還有可壓縮氣體通過(guò)孔嘴的流出，如:高、中壓噴射器中的噴嘴，袋式收塵器中的反吹噴嘴，高壓霧化油噴嘴等，都是氣體在壓強(qiáng)高達(dá)幾個(gè)大氣壓的條件下噴出的，氣體噴出的速度可達(dá)到音速或超音速。由于氣體噴出時(shí)的壓強(qiáng)變化較大(當(dāng)超過(guò)20%時(shí))，氣體的密度將發(fā)生顯著的變化，這種高壓氣體的流出稱(chēng)為可壓縮氣體的流出?？蓧嚎s氣體與不可壓縮氣體的流動(dòng)規(guī)律是不同的。

在硅酸鹽窯爐系統(tǒng)內(nèi)，氣體的流動(dòng)大多是屬于不可壓縮氣體的流動(dòng)，如氣體在窯爐內(nèi)的水平流動(dòng)、垂直流動(dòng)、從孔口和爐門(mén)的流出或吸入等均是不可壓縮氣體的流動(dòng)。

音速是聲波在介質(zhì)中的傳播速度，也就是弱擾動(dòng)波在氣體介質(zhì)中的傳播速度。當(dāng)氣體介質(zhì)中某一點(diǎn)出現(xiàn)微弱振動(dòng)時(shí)，振源便對(duì)其周?chē)鷼怏w介質(zhì)產(chǎn)生壓縮作用，并以平面波的形式依次傳遞下去而形成聲波，聲波的傳播速度即為音速。

噴嘴是能使通過(guò)它的氣流流速增大的管段?？蓧嚎s氣體通過(guò)噴嘴的流出，如高、低壓噴射器中的噴嘴，袋式收塵器中的反吹噴嘴，高壓霧化油噴嘴等，都是氣體在壓強(qiáng)高達(dá)幾個(gè)大氣壓的條件下噴出的，氣體噴出的速度可達(dá)到音速或超音速。由于氣體噴出時(shí)的壓強(qiáng)變化較大，氣體的密度將發(fā)生顯著的變化，這種高壓氣體的流動(dòng)規(guī)律與不可壓縮氣體的流動(dòng)規(guī)律是不同的。

氣體射流在硅酸鹽窯爐中經(jīng)常會(huì)遇到氣流經(jīng)管嘴噴射到空間中去，由于氣流脫離了原來(lái)限制它流動(dòng)的管道，不再受固體壁面的限制，而在空間繼續(xù)擴(kuò)散流動(dòng)，這種氣體的流動(dòng)叫射流。如：噴射到窯內(nèi)的可燃?xì)怏w、煙囪冒出的煙氣等都屬于射流現(xiàn)象。氣體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，與固體壁面相接觸，要受到固體壁面的影響；而氣體射流，脫離了管口，不受管壁的影響和限制，它與周?chē)鷼怏w接觸和混合。因此射流與管流不同，它們有著不同的流動(dòng)規(guī)律。

在使用噴射燃燒器的窯爐內(nèi)，氣體的流動(dòng)與噴出的射流有很大關(guān)系，研究射流流動(dòng)的規(guī)律是分析這類(lèi)火焰窯爐內(nèi)氣體流動(dòng)的基礎(chǔ)。另外，在噴射燃燒器內(nèi)，兩股氣流的混合過(guò)程是決定燃燒過(guò)程性質(zhì)的一個(gè)十分重要的因素，研究?jī)晒蓺饬鞯幕旌弦?guī)律，對(duì)于探討燃燒理論，改進(jìn)燃燒器和提高燃燒效率是重要的。

（1）射流的分類(lèi)

根據(jù)射流氣體的溫度是否與周?chē)鷼怏w溫度相同，可將射流分為等溫射流和溫差射流；根據(jù)射流氣體的濃度(密度)是否與周?chē)鷼怏w濃度相同，可將射流分為等濃度射流和濃差射流；根據(jù)射流空間的固體邊界對(duì)射流有沒(méi)有限制作用，可將射流分為無(wú)限空間射流和有限空間射流。無(wú)限空間射流中，氣體射流所射人的空間有足夠大，射流在完全沒(méi)有限制的情況下處在自由擴(kuò)張狀態(tài)，故又稱(chēng)為自由射流。有限空間射流，又稱(chēng)受限射流。

（2）流動(dòng)狀態(tài)

射流有層流和湍流兩種流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)管嘴直徑較小，噴出氣體量也較小時(shí)，在管嘴出口處形成層流射流。當(dāng)管嘴直徑較大，噴出氣流速度較大時(shí)，在管嘴出口處形成湍流射流。工業(yè)上遇到的射流大多是湍流射流，因?yàn)樵诟G爐上使用的燃燒器其直徑和氣流速度都較大。

礦井瓦斯噴出是指從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在20 m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯量大于或等于1．0m3/min，且持續(xù)時(shí)間在8h以上時(shí)，該采掘區(qū)域即定為瓦斯噴出危險(xiǎn)區(qū)域 。

瓦斯噴出的預(yù)兆：礦壓活動(dòng)顯現(xiàn)激烈，煤壁片幫嚴(yán)重、底板突然鼓起、支架承載力加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等 。

另外，還存在煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出，即在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動(dòng)力現(xiàn)象。煤(巖) 與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點(diǎn)，能摧毀井巷設(shè)施、破壞通風(fēng)系統(tǒng)、造成人員窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火災(zāi)事故，是煤礦最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。突出發(fā)生前通常有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度降低、散發(fā)煤油氣味、煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化等預(yù)兆