ГАЗ-14. Расчет инжекционных газовых горелок

Исходными данными для расчета являются:

-тепловая мощность горелки;

-химический состав газа;

-давление газа перед соплом;

-температуры газа и воздуха;

-характеристики аппарата или тепловой установки, для которой горелка рассчитывается.

По исходным данным опр-ся низшая теплота сгорания газа (Qнр=40346 кДж/м3), его плотность (ρ_Г=0,929 кг/м3) и объем воздуха (Vв). При расчете горелок можно не учитывать содержание в газе и воздухе водяных паров, так как оно очень мало влияет на его объем, плотность и теплоту сгорания.

Расход газа определяют: V_Г=q/(Q_Н*N*η), м³/ч,

Давление газа (Pг) перед соплом горелки определяется на основании гидравлического расчета внутридомового газопровода? оно должно быть не менее определенного по формуле: P_Г=((0,27*Q_Н^Р)/100)+40

Теоретическая скорость истечения газа из сопла Wг: W_Г=корень(2*Р_Г)/ρ_Г

Площадь поперечного сечения газового сопла f и его диаметр D: f_D1=Q_Г/(3600*μ*W_Г); D₁=корень(4* f_D1)/3,14

где μ-коэффициент расхода, учитывающий неравномерность распределения скоростей потока газа по сечению сопла, сопротивления трения в нем и сжатия струи. Зависит от формы сопла.

Диаметр горловины смесителя (D3) определяется из уравнения, выражающего закон сохранения количества движения при смешении двух газов. Количество движения 1м3 инжектируемого газа определяется произведением скорости газа на его плотность, а количество движения инжектируемого из атмосферы воздуха можно принять равным.

В этом случае количество движения газо-воздушной смеси: W₃x(ρ_Г+nxρ_В), где:W₃-скорость ГВС в горловине смесителя, м/с; n-объемная кратность инжекции.

Уравнение сохранения количества движения тогда запишется: W_Г xρ_Г = W₃x(ρ_Г+nxρ_В),

Выразим расход газа (Q_г) и расход ГВС (Q_гх[1+n]) через соответствие скорости и сечения:

Q_Г/3600=(π* D₁* W₂)/4; (Q_Г*(1+n))/3600=(π* D₃* W₃)/4; получим W₃= W_Г *(1+n) *(D₁ /D₃)². Так как кратность инжекции определяется: n=α₁ * V_Т, то

D₃ =D₁*корень(1+ α₁ * V_Т)*(1+ α₁ * V_Т*(ρ_В /ρ_Г)), м

Последняя формула показывает, что α₁ для данного вида газа зависит только от соотношения диаметра горловины и не зависит от давления инжектируемого газа. Это значит, что инжекционные горелки обеспечивают постоянство соотношение газа и воздуха в ГВС не зависимо от изменения расхода газа. Так для горелок рассматриваемого вида а1 должно приниматься таким, чтобы не происходило проскока пламени внутрь смесителя при минимально необходимом расходе газа

α₁<((100/L_В)-1)*(1/V_Т)

Одновременно α1 должно быть больше такого, при котором возможно образование желтых языков пламени α₁>0,75*(m+n/4)^0,5*d^0,25, где m-число углеродных атомов в молекуле; n –число водородных атомов в молекуле.Диаметр конфузора D₂ и диффузора D₄ принимается примерно одинаковым

D₂≈ D₄=(2.0-2.2)* D₃

Дата добавления: 2015-07-14