Теория центробежной форсунки, предназначенной для сжигания жидкого топлива

Для сжигания жидкого топлива используются форсунки различного типа – паровые, механические, паромеханические и др. Всего на сегодняшний день известно более 5000 различных конструкций форсунок.

К основным показателям работы форсунок относят: производительность, распределение топлива в факеле и геометрию факела.

Под геометрией факела понимают внешнюю форму факела распыленного топлива, зависящую от траектории движения капель (макрогеометрия), и внутреннее строение факела, которое определяется диаметрами капель, составляющих факел (микрогеометрия).

Наиболее важной характеристикой работы форсунки является мелкость распыливания топлива, которая определяет общую поверхность контакта топлива с подаваемым для горения воздухом. Анализ механизма распыливания показывает, что этот процесс протекает под воздействием как внешних сил, так и внутренних.

Внешние силы – это силы взаимодействия со средой, в которую распыливается топливо. Величина этих сил пропорциональна квадрату относительной скорости жидкости, плотности окружающей среды и квадрату диаметра капли.

Из внутренних сил можно выделить инерционные и молекулярные силы. Силы инерции возникают при турбулентном движении топлива по каналам форсунки. Они пропорциональны плотности топлива, квадрату его абсолютной скорости и квадрату характерного размера (диаметр капли).

В центробежных форсунках интенсивная турбулентность создаётся искусственно за счёт закручивания топлива. Это определяет более мелкое дробление струи.

При работе центробежной форсунки плёнка топлива, вытекающая из сопла, в случае слабой турбулентности может остаться нераздробленной. Преобладающее влияние поверхностного натяжения на некотором расстоянии от сопла стягивает эту плёнку в спиральный жгут. Постепенное возрастание внутренних инерционных сил приводит к образованию полого конуса, плёнка которого разрывается на значительном расстоянии от сопла или в непосредственной близости от него.

Основным при проектировании форсунок является расчёт их распыливающих элементов. Выполненный расчёт проверяется на дисперсность распыливания. Для этого в зависимость, определяющую средний диаметр капель распыленного топлива, подставляют вычисленные конструктивные параметры распылителя и физические параметры топлива. Если найденный средний диаметр не удовлетворяет условиям работы форсунки в топочном устройстве, расчёт форсунки корректируется.

Дата добавления: 2015-07-20