|
Расчет инжекционной горелки низкого давления
Инжекционные атмосферные горелки применяются в установках низкого давления малой и средней производительности для газов с теплотой сгорания QHР > 28000 кДж/м3, в бытовых приборах, различных промышленных печах, котлах малой производительности (см. рис.6.1). Рис.6.1. Схема инжекционной горелки низкого давления Расчетные характеристики атмосферных горелок
Номинальное давление газа,Па.........................................500- 3000 Минимальное давление газа, обеспечивающее устойчивое горение, Па......................................................200-300 Необходимое разряжение в топке,....................................20-60 Коэффициент избытка воздуха в топке............................1,2 - 1,6 То же, для бытовых приборов без регулирования подачи воздуха....................................................................до 3,0 Коэффициент инжекции для природного газа.................0,4-0,6 То же, для жидких газов.....................................................0,5-0,7 Потери от химической неполноты сгорания, %...............до 0,3 Теплонапряжение топочного объема................................до 1400-10 кДж/м3ч.
Для расчета инжекционной горелки низкого давления необходимы следующие данные: РГ - давление газа перед горелкой, Па; в проекте принимается РГ =1000 + (Nзад ·20)= 1140 Па;
QHP = 47458 кДж/м3 - низшая теплота сгорания газа (табл.11.1.1); Q - тепловая нагрузка горелки, кДж/ч, в проекте принимаем
Q = 20000 + (7·100) = 20700 кДж/ч; λ= 1.043 кг/м3 - удельный вес газа; α* =0.5 - коэффициент инжекции; Z0 - теоретически необходимое количество воздуха, м воздуха/м3 газа которое можно принять по формуле
Z0=0.024·(H2+Σ(3·n +1)-CnH2n+2+Σ(3·n·CnH2n)-2·O2) (6.1)
Расчет ведем в следующей последовательности: 1) определяем расход газа горелкой V = Q/ QHP, (6.2) V = 20700/47458 = 0.44 м3/ч
2) площадь поперечного сечения сопла инжектора определяем по формуле fc=V/3600 ·φ·√2·g·P/λ (6.3) fc = 0.44/3600· 0.7 ·√2 ·9.81 ·1140/1.043 = 0.011 мм
где φ - коэффициент истечения; φ= 0.7;
3) диаметр сопла определяем по его площади: dc =√fc/0.788n, (6.4) dc =√0.011/0.785 ·1 = 0.1184
где п - количество сопел горелки, п = 1;
4) определяем расстояние от устья сопла до горловины X = dc/a· (0.23(l + a* ·Z0) ·√γB/γr -0,145, (6.5)
Z0 = 0,024((3 +1)76,8 +(3 · 2+1)8,8+(3 · 3+1)3,9+(3 · 4+1)2,8+ +(3 · 5+1)6,4 = 13,12 X = 0.1184/0.071(0.23(1+0.5·13.12)√1.2/1.043-0.145) = 2.87 мм
где dc - диаметр сопла, мм; a - коэффициент турбулизации струи, для сопла с поджатием при угле β/2 = 27°10 - принимаем а=0.071; γB - удельный вес воздуха, кг/м3; γB = 1.2 кг/м3;
5) диаметр горловины определяем по формуле
dr = 6,8(a · X+ 0,145dc), (6.6)
dr = 6,8(0,07 ·2,87+0,145· 0,1184)=1,504 мм
6) длина горловины горелки принимается lr=(1,5...2)dГ, (6.7) lr=2·1,504 = 3,01 мм
7) диаметр входного сечения конфузора принимаем
dK=(1.5...2)dГ, (6.8) dK =2·1.504 = 3.01 мм
8) длину конфузора, имеющего форму усеченного конуса, определяем по формуле lK=dK - dГ/2tgβ/2, (6.9)
где β - угол раскрытия конуса, который принимаем для конфузора 20-25°;
9) диаметр выходного сечения диффузора принимаем dД=dГ /0,55, (6.10)
dД =1,504/0,55 = 2,73 мм
10) зная dД и dГ можно определить длину диффузора: угол его раскрытия β, обычно принимается 6-8°
lД=(da-dr)/2tgβ/2, (6.11)
1Д =(2.7 - 1.504)/2tg8°/2=9
Она должна быть не менее 6 dГ для полного смешения газа с воздухом;
11) диаметр многофакельной насадки обычно принимают равным выходному диаметру диффузора:
dH=dД, (6.12)
далее задаемся диаметром кратера горелки dK = 20-100мм или горелочных отверстий (dОГН = 3...6 мм) и определяем максимально допустимую скорость выхода газо-воздушной смеси из горелки, при которой не будет происходить отрыв пламени от горелки по графику на рис.6.2;
Рис.6.2. Максимально допустимые скорости истечения газовоздушных смесей из горелок: Wmax=3м/с
12) по полученной скорости определяем кратера горелки или горелочных отверстий
fОГН = (V(I + αZ0)/ 3600Wmах)(273 + tCM)/273), (6.13)
где tCM - принимаем примерно равной температуре воздуха в помещении, tCM = 21;
fОГН = (44(l+0.5·13.12)/3600 ·3)((273+21) /273)=0.0332
13) количество горелочных отверстий
п1 = fОГН /0,785d2ОГН = 0,0332/0,785·0,025·10-3= 17 отв., (6.14)
где dОГН - задается раньше, м;
14) определяем длину насадки горелки при одном ряде отверстий l = n1S+25 =17-12+25= 225 мм (6.15)
при двух рядах отверстий lH = 0.5 n1S + 2S = 0.5·17·12+2·12 = 126 мм
где S - шаг между отверстиями, принимается в зависимости от α и dОГН по табл.6.1. ([3] табл.29). Таблица 6 – Шаг огневых отверстий в зависимости от α и dОГН при низком давлении газа
Примечание: При расположении отверстий в 2 ряда необходимо размещать их в шахматном порядке и принимать значения S близкие к Smax; расстояние между рядами равно 2,5; глубина отверстия до 3 ·dОГН, но не более 13 мм. Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|