? 燃氣燃燒時(shí)，一次空氣過(guò)剩系數α′在0～1之間，預先混入了一部分燃燒所需空氣，這種燃燒方法稱(chēng)為部分預混式燃燒或大氣式燃燒。

　　一、部分預混層流火焰

　　產(chǎn)生部分預混層流火焰的典型裝置就是本生燈。如圖3—4—6，燃氣從本生燈下部小口噴出，井引射入一次空氣，在管內預先混合，預混后的氣體自燈口噴出燃燒，產(chǎn)生圓錐形的火焰，周?chē)髿庖喙┙o部分空氣，稱(chēng)為二次空氣，通過(guò)擴散與一次空氣未燃盡的燃氣混合燃燒。
　　這樣，在正常燃燒時(shí)形成兩個(gè)穩定的火焰面：內火焰面，即由燃氣與一次空氣預混合后燃燒而產(chǎn)生。為圓錐形，呈藍綠色，強而有力，溫度亦商，為部分預混火焰，也稱(chēng)為藍色錐體；外火焰面，是二次空氣與一次空氣未燃盡的燃氣進(jìn)行的擴散混合燃燒，其形狀也近似圓錐形，呈黃色，軟弱無(wú)力，溫度較低，這是擴散火焰。
　　藍色的預混火焰錐體出現是有條件的。若燃氣／空氣混合物的濃度大于著(zhù)火濃度上限，火焰就不可能向中心傳播，藍色錐體就不會(huì )出現，而成為擴散式燃燒。若混合物中燃氣的濃度低于著(zhù)火濃度下限，則該混合氣根本不可能燃燒。氫氣燃燒火焰出現藍色錐體的一次空氣系數范圍相當大，而甲烷和其它碳氫化合物的燃燒火焰出現藍色錐體的一次空氣系數范圍則相當窄。
　　藍色錐體的實(shí)際形狀，如圖3—5—5，可用管道中氣流速度的分布和火焰傳播速度的變化來(lái)解釋。
　　層流時(shí)，沿管道截面上氣體的流速按拋物線(xiàn)分布，噴口中心氣流速度最大，至管壁處降為零。
　　靜止的藍色錐體焰面說(shuō)明了錐面上各點(diǎn)的正?；鹧鎮鞑ニ俣萻n(其方向指向錐體內部)與該點(diǎn)氣流的法向分速度v_n相平衡，也即對于預混火焰錐面上的每一點(diǎn)都存在以下關(guān)系式，通常稱(chēng)為米赫爾松余弦定律：
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　　式中 ψ——預混氣流方向與焰面上該點(diǎn)法線(xiàn)方向之間的夾角。
　　余弦定律表明了層流火焰傳播速度與迎面來(lái)的氣流速度在火焰穩定情況下的平衡關(guān)系，火焰雖有向內傳播的趨勢，但仍能穩定在該點(diǎn)。
　　另一方面，藍色錐體焰面上各點(diǎn)，還有一個(gè)氣流切向分速度，使該處的質(zhì)點(diǎn)要向上移動(dòng)。因此、在焰面上必須不斷進(jìn)行下面質(zhì)點(diǎn)對上面質(zhì)點(diǎn)的點(diǎn)火，也就是說(shuō)，需要一個(gè)底部點(diǎn)火源。
　　為了說(shuō)明什么是最下部的點(diǎn)火源，需要分析一下根部的情況。在火焰根部，靠近壁面處氣流速度逐漸減小，至管壁處降至零，但火焰并不會(huì )傳到燃燒器里去，因為該處的火焰傳報速度因管壁散熱也減小了。
　　在圖3—5—5中的點(diǎn)1處，火焰傳播速度小于氣流速度，即s_n<v。在離燃燒器出口處某一距離的點(diǎn)2處，氣流速度變化不多，火焰傳播速度卻因管壁散熱影響明顯減小而增加，故s_n>v。這樣，在點(diǎn)1和點(diǎn)2之間，勢必存在一個(gè)s_n=v的點(diǎn)3，在點(diǎn)3上，焰面的法線(xiàn)方向和預混氣流方向一致；即夾角ψ=0。這就是說(shuō)，在燃燒器出口的周邊上，存在一個(gè)穩定的水平焰面，它就是燃燒器底部預混氣流的點(diǎn)火源，稱(chēng)之為“點(diǎn)火環(huán)”。
　　藍色錐體的高度，也與火焰傳播速度和可燃混合氣流速度有關(guān)。如圖3—5—6，設錐體高度為h,噴管出口半徑為r，在錐休表面取一微元面，它在高度上的投影為dh，在徑向上的投影為dr。
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