大气式燃烧器新编版.docx

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大气式燃烧器新编版

大气式燃烧器（新编版）

Safetymanagementreferstoensuringthesmoothandeffectiveprogressofsocialandeconomicactivitiesandproductiononthepremiseofensuringsocialandpersonalsafety.

（安全管理）

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大气式燃烧器（新编版）

安全管理是运用行政、法律、经济、教育和科学技术手段等，协调社会经济发展与安全生产的关系，处理国民经济各部门、各社会集团和个人有关安全问题的相互关系，使社会经济发展在满足人们的物质和文化生活需要的同时，满足社会和个人的安全方面的要求，保证社会经济活动和生产、科研活动顺利进行、有效发展。

　　按照部分预混燃烧原理（02000Pa）及低压（<2000Pa）两种。

在设计计算中，前者需要考虑气体的可压缩性；后者则不必。

　　按被引射气体的吸入速度，引射器又可分为常压吸气和负压吸气两种。

如果引射器的吸气收缩管做得足够大，并逐渐过渡到圆柱形混合管，这时被引入的空气在收缩管内的流速很小，可以忽略，这样的引射器称为常压吸气引射器，也称为第二类引射器，低压大气式燃烧器的引射器多为此种；反之，如果吸气收缩管做得较小，被吸入空气流速较大，气流在管内发生强烈扰动，这时空气流速便不可忽略，这样的引射器则称为负压吸气引射器，也叫第一类引射器。

　　比较而言，在第一类引射器中，燃气和空气的速度差较小，能量损失也较小，引射效率较高。

高、中压大气式燃烧器的引射器多为负压吸气式引射器。

　　以下主要讨论常压吸气低压引射器的设计计算。

　　表3-6-7大气式燃烧器常用设计参数

　　燃气种类

　　炼焦煤气

　　天然气

　　液化石油气

　　火孔尺寸/mm

　　圆孔dp

　　2.5～3.0

　　2.9～3.2

　　2.9～3.2

　　方孔

　　2.0～1.2

　　1.5～5.0

　　2.0～3.0

　　2.4～1.6

　　2.0～3.0

　　2.4～1.6

　　火孔中心距s/mm

　　（2～3）dp

　　火孔深度h/mm

　　（2～3）dp

　　额定火孔热或度qp

　　/MW·mm-2

　　11.6～19.8

　　5.8～8.7

　　7.0～9.3

　　额定火孔出口流速vp/m·s-1

　　2.0～3.5

　　1.0～1.3

　　1.2～1.5

　　一次空气系数α

　　0.55～0.60

　　0.60～0.65

　　0.60～0.65

　　喉部直径与喷嘴直径比dt

　　/d

　　5～6

　　9～10

　　15～16

　　火孔面积与喷嘴面积比Fp

　　/Fj

　　44～50

　　240～320

　　500～600

　　图3-6-20常压吸气低压引射器的工作原理

　　1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-喉部；4-混合管；5-扩压管

　　计算以动量定理、连续性方程及能量守恒定律为基础，按图3—6—20所示工作原理，可推导出它的特性方程如下：

　　式中h——引射器出口的静压力，Pa；

　　H——喷嘴前燃气压力，Pa；

　　μ——喷嘴流量系数；

　　F——无因次面积，为喉部和喷嘴出口的面积比，即

　　，它是引射器计算的基本参数；

　　u——质量引射系数，

　　为燃气与引射空气的质量流量之比；

　　uρr——容积引射系数，ρr为燃气相对密度，

　　K——能量损失系数，可表示为：

　　这里，ψ1

　　是混合管末端的速度场不均匀系数，它与气流的稳定程度和流动状态有关，取决于速度场的分布状况，当混合管长度为5～6倍喉部直径时，ψ1

　　=1．02～1．04，混合管较短，ψ1

　　较大；ζmix

　　是混合管摩擦阻力系数，ζmix

　　=Lmin

　　/dt

　　，与混合管的气体流动状态、加工质量和长度有关，通常取ζmin

　　=0.06～0.12；ζd为扩压管局部阻力系数，相应于扩压管进口流速；n表示扩压管的扩张度n=Fd

　　/Ft

　　。

　　由上述分析可知，引射器形状、尺寸及阻力特性不同时，能量损失系数尺值也不相同。

　　引射器的形状及尺寸往往要根据实验资料确定。

图3—6—21给出了三种引射器的形状及尺寸比例。

　　其中l型为较佳，能量损失系数K值较小，但引射器较长；2型和3型长度较短，但阻力较大，能量损失系数较高。

当喷嘴前燃气压力较高，允许有较大的能量损失时，可采用后两种形式。

　　设计引射式大气燃烧器时，会遇到两种情况：

　　一种是，计算燃烧器的几何尺寸和确定所需的燃气压力。

其计算步骤是：

（1）进行头部计算，确定α′、u、dP

　　、FP

　　、K1

　　值；

（2）计算F10P

　　（最佳燃烧器参数）、Ft

　　、确定引射器各部分尺寸；（3）计算喷嘴尺寸及所需燃气压力。

　　另一种是在给定燃气压力下，确定燃烧器几何尺寸。

其计算步骤如下：

（1）头部计算；

（2）计算喷嘴尺寸；（3）计算F1op

　　，燃烧器参数A、X、Ft

　　、计算Ft

　　及引射器各部尺寸。

　　[例3—6—1]设计一双灶跟用燃烧器。

已知：

燃烧器热负荷Q=2．8kW，燃烧以焦炉煤气为主的城市燃气，其热值开H1

　　=13423KJ/m3

　　密度ρg

　　=0.71kg／m3

　　，相对密度ρr

　　=0．55，理论空气需要量Vo

　　=3．15m3

　　／m3

　　，燃气压力H=800Pa。

　　解：

（一）头部计算

　　1.计算火孔总面积Fp

　　按表3—6—7选取火孔直径dp

　　=2．8mm，一次空气系数α′=0．6，相应火孔热强度

　　qp

　　=11．6×10-3

　　kW／mm2

　　，

　　2．计算火孔数目n

　　dp

　　=2．8mm时，一个火孔的面积fP

　　=6．15mm2

　　3．火孔排列

　　火扎布置成两圈，内圈孔数n1

　　=9孔，外圈孔数n2

　　=30孔。

内圈火孔和外圈火孔轴线与燃烧器平面夹角为60°，火孔间距为：

　　s=2．5dP

　　=2．5×2．8=7．Omm

　　4．计算火孔深度h

　　取火孔深2．3dp

　　，则h=2．3×2．8=6．4mm

　　5．确定头部尺寸

　　取头部截面积为火孔总面积的两倍。

　　则头部截面积Fh

　　=2×Fp

　　/2=Fp

　　\241mm2

　　相应的头部气流分配道直径Dh

　　=18mm

　　图3-6-21三种引射器

　　6．计算头部能量损失系数K1

　　先取火孔流量系数μp

　　=0.8，则火孔阻力系数

　　，混合气在火孔出口的温度为t=100℃

　　则

（二）引射器计算

　　1．计算引射系数

　　2.选取引射箭型式

　　选取1型引射器，如图3—6—2l，其能量损失系数K=1．5。

　　3．计算喷嘴直径d

　　燃气流量为；

　　4．计算最佳燃烧器参数F1op

　　5．计算参数A、X

　　6．计算引射器喉部面积和直径

　　计算参数F1

　　=X·Flop

　　=0．31×0.81=0．25

　　喉部面积Ft

　　=F1

　　·Fp

　　=0．25×241=60．25mm2

　　相应喉部直径dt

　　=8．76mm，取为9mm。

　　7．按1型引射器，可确定其它部位尺寸，如图3—6—22所示。

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