报告网讯,随着居民生活水平的不断提升,消费者对燃气灶的需求已从基础的烹饪功能转向更高的舒适感与能效体验。2025年,燃气灶行业在技术研发上更聚焦于用户可感知的使用痛点,其中火焰偏移引发的锅具受热不均、手柄发烫及热效率下降等问题,成为行业技术优化的核心方向之一。当前,吸油烟机为防止油烟逃逸普遍设计较大抽力,尤其集成灶因油烟入口靠近燃气灶,更易导致火焰偏移,这一现象不仅影响用户体验,还会造成能效损耗,因此构建科学有效的燃气灶火焰偏移度评价指标,对规范产品质量、推动行业技术升级具有重要意义。同时,回热锅支架等具有防火焰偏移能力的配件,其市场需求预计在2025年同比增长15% 以上,成为燃气灶行业新的增长点。以下是2025年燃气灶行业趋势分析。
一、燃气灶火焰偏移的影响及评价指标构建的必要性
《2025-2030年全球与中国安全炉燃气灶行业市场现状调研分析及发展前景报告》指出,在日常使用中,燃气灶火焰偏移是难以避免的现象,主要由吸油烟机的抽吸作用和燃气灶自身固有特性导致。火焰偏移会直接引发多重问题:一是造成锅具受热不均,影响烹饪效果;二是使锅具手柄发烫,降低用户使用体验感;三是高温区域偏离锅具中心,导致燃气灶热效率下降。为提升能效,各制造商已设计并使用各式回热锅支架(高能效锅支架或集热锅支架),但目前对这类锅支架的评价仅关注国标烟气排放要求和能效指标,对于锅具受热不均、手柄发烫等用户直接关联的感知层面,尚未形成相应评价标准。此前针对燃气灶加热均匀性的研究多为定性分析,缺乏可操作的具体指标,因此构建一个稳定、可靠且能全局反映燃气灶火焰偏移程度的评价指标,成为解决当前行业评价空白的关键。
二、燃气灶火焰偏移度研究的实验装置与实验方法
为开展燃气灶火焰偏移度研究,实验搭建了特定装置,装置下部为燃气灶,将一定厚度的金属圆盘放置在燃气灶支架上,金属圆盘直径为 320mm,其中心与燃气灶中心对齐。燃气灶点火后加热金属圆盘,火焰偏移程度通过分析金属圆盘上的温度分布确定,而温度分布数据由红外热像仪辅助红外测温仪获取。此外,实验中还使用鼓风机正对燃气灶鼓风,以模拟吸油烟机抽吸对火焰的影响,实验过程中保持鼓风机功率不变,通过调整鼓风机中心与燃气灶中心的水平距离(即鼓风距离),研究不同工况对燃气灶火焰稳定性(防火焰偏移能力)的影响。
三、燃气灶火焰偏移度指标的构建与传统指标对比
3.1 金属圆盘厚度对温度分布的影响
实验首先研究不同厚度金属圆盘的温度分布,以确定最佳圆盘厚度。数据显示,不同厚度金属圆盘的最高温度随时间变化趋势存在显著差异:3mm 的金属圆盘温度响应速度最快,6min 后基本达到稳定;8mm 金属圆盘的温度响应速度最慢,最高温度的变化速率几乎不变,在测试时间段内尚未达到稳定。同时,最高温度点与圆盘中心的距离随时间变化也有不同表现:3mm 和 5mm 的金属圆盘,最高温度点始终在距圆盘中心 30mm~40mm 之间(基本位于内焰正上方);8mm 的金属圆盘,最高温度点在 4min 后发生严重漂移,前期位于内环火焰内侧,后期转移至外环火焰上方。这一差异主要因金属圆盘内导热热阻不同,导致热量吸收与传递过程存在差别,进而影响温度分布和火焰结构。
3.2 传统评价指标的局限性
实验尝试采用两种传统指标评价燃气灶火焰偏移度,但均存在不足。一是温度离散系数,其计算公式为cof=TσT(其中T为金属圆盘上距中心 145mm 半径范围内的温度平均值,σT为该区域的温度标准差)。数据显示,温度离散系数随时间变化波动幅度较大,不同测试时间所得数值差异明显,无法作为有效评价指标。二是无量纲特征温度,通过计算金属圆盘不同半径圆周上最高温度与最低温度之差和平均温度的比值得到。结果表明,距离圆盘中心 120mm 以内区域,无量纲特征温度较低;外侧区域受边缘效应影响,数值迅速攀升;且平均无量纲特征温度随时间波动大,还严重依赖用于平均的圆盘区域大小,无法定量描述全局温度离散程度。
3.3 新火焰偏移度指标的构建
基于传统指标的局限性,新的燃气灶火焰偏移度指标构建步骤如下:第一步,通过实验获得金属圆盘的全局温度分布图;第二步,确定温度分布图中金属圆盘中心rc(xc,yc)、边界及温度坐标与圆盘物理坐标的映射关系;第三步,确定温度间隔并绘制等温线图;第四步,对等温线进行降噪及拟合处理(采用 AGSM 曲线拟合模型);第五步,计算金属圆盘域内每条等温线的物理长度li、等温线拟合图形的中心lci(ai,bi)及圆形度Cdi;第六步,通过公式计算无量纲火焰偏移度指标 SK。该指标同时考虑温度偏移(等温线拟合图形的中心偏移)和火焰变形(等温线拟合图形的圆形度),能全面反映燃气灶火焰偏移程度。
四、燃气灶新火焰偏移度指标的验证
4.1 指标的稳定性验证
不同厚度金属圆盘的火焰偏移度指标随时间变化数据显示:3mm 及 5mm 的金属圆盘,火焰偏移度指标随时间基本不变,具有时间无关性,满足稳定性要求;8mm 的金属圆盘因热惯性,指标随时间逐渐增大,测试时间内未达稳定。这表明越薄的金属圆盘,表面温度越能反映实际火焰温度分布,评价准确性更高,但过薄的金属圆盘难以保证平整度,受热后易严重变形影响测量结果,综合考虑推荐使用 3mm 的金属圆盘进行燃气灶火焰偏移度测量。
4.2 指标的可靠性验证
通过调整鼓风机与燃气灶的鼓风距离,验证指标可靠性。结果显示,随着鼓风机远离燃气灶,风对火焰的影响逐渐减弱,火焰偏移程度下降,对应的火焰偏移度指标也逐步降低,与预期完全相符,证明该指标能有效且可靠地评价燃气灶火焰偏移程度。
五、燃气灶新火焰偏移度指标在锅支架评价中的应用
利用新构建的火焰偏移度指标,对三种锅支架的防火焰偏移能力进行评价,同时对比传统指标数据。
从数据可知,使用简易锅支架时,燃气灶火焰偏移度指标最大(0.293),最高温度(293.268oC)及中心温度(226.419oC)明显偏低,最高温度点远离圆盘几何中心(距离 86.128mm);使用回热锅支架时,火焰偏移度指标最小(0.229),最高温度(421.081oC)及中心温度(353.394oC)均最高,最高温度点最靠近圆盘几何中心(距离 23.087mm)。无量纲特征温度数据也显示,回热锅支架的整体无量纲特征温度最低,基本锅支架次之,简易锅支架最高,与新指标评价结果一致;而温度离散系数显示基本锅支架略高于简易锅支架,与定性分析不符,再次证明其不适合作为评价指标。
六、全篇总结
本文围绕燃气灶火焰偏移问题展开研究,通过实验分析金属圆盘温度分布,构建了新的火焰偏移度指标,并验证其稳定性与可靠性,同时应用该指标评价不同锅支架的防火焰偏移能力。研究结果表明,金属圆盘厚度对燃气灶火焰偏移度评价有显著影响,3mm 厚度的金属圆盘因温度响应快、易达稳定,适合作为实验测量载体;传统的温度离散系数和无量纲特征温度指标,因稳定性差或无法反映全局温度分布,难以有效评价火焰偏移程度,而新构建的火焰偏移度指标,兼顾温度偏移与火焰变形,满足全局性、稳定性和可靠性要求,可作为燃气灶火焰偏移程度的优良评价指标。在锅支架评价中,回热锅支架的防火焰偏移能力最强,火焰偏移度指标最低,简易锅支架能力最差,这一结论为燃气灶配件优化及2025年行业技术升级提供了数据支撑,也为消费者选择高效、舒适的燃气灶产品提供了参考依据。未来,随着行业对火焰偏移控制的重视,回热锅支架等相关技术有望进一步普及,推动燃气灶行业向更高能效、更优体验的方向发展。
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