李志敏 邓飞忠 吴桂安 仇明贵

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引言

燃气热水器在运行过程中，当外界湿度较大、负荷较低、水量较大条件下容易出现冷凝水珠从燃烧室内壁滴落至火排或底壳问题，由于冷凝水为弱酸性，长时间的聚积滴落容易对零部件形成侵蚀存在安全隐患，由此带来的维修成本也随着增大。严重时将造成燃烧工况恶化，废气排放增加、热损失增大。

本文将从理论分析入手探讨冷凝水的内部生成机理，确定影响燃气热水器冷凝水生成的主要因素，从而提出相应的解决方案，达到抑制冷凝水生成的目的。

1 燃气热水器内部冷凝水生成机理

1.1 冷凝水珠的生成机理

高温烟气温度在降低至该处的露点温度时，气态水分子释热并开始逐渐凝结成液态水珠，而气态分子要析出冷凝水珠需要使其水蒸汽分压达到饱和水汽分压时才会生成。为研究水汽分压生成的主要影响因素，从燃烧反应式入手进行推导其影响因素之间关系[1,2]：

由燃烧前后物质守恒定理及水气分压，在标准大气压完全燃烧（α=1）下燃烧产物中的水汽分压为：

结合（1）及（2）可得出：

从碳氢化合物燃烧反应式（1）可以看出[1]：气态水分子的组成一部分来源于一次空气及二次空气的引入，主要受环境湿度影响；其二是烃类燃料燃烧反应所生成的高温水蒸气，H含量越大，生成的气态水摩尔体积占比越大，水汽分压越高。

为便于分析计算，忽略引入空气中水汽分子受环境温度变化的影响，这里作近似计算，则进一步推导出不完全燃烧且α＞1的燃烧反应中的水汽分压为：