 |
|
ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Исходные данные для расчета:
1) Номинальный расход газа 
, м3/ч или номинальная тепловая мощность 
, ккал/ч, 
;
2) Номинальное давление газа р перед соплом горелки, кгс/м2;
3) Коэффициент инжекции первичного воздуха α;
4) Химический состав и теплота сгорания газа 
, ккал/м3;
5) Плотность газа 
, кг/м3.
Расчет инжекционной горелки низкого давления (Р ≤ 500 кгс/м2)ведется в следующем порядке:
Определяем среднюю скорость истечения газа из сопла, м/с:
(1)
Где 
— коэффициент истечения, учитывает распределение скорости элементарных струй потока по своему сечению сопла и сопротивление потоку, зависит от формы сопла и выбирается по справочнику;
— плотность газа, кг/м3;
— перепад давления газа (между величиной давления внутри сопла и на выходе из сопла), кгс/м2;
(2)
Где 
— абсолютное давление газа перед соплом кгс/м2;
— абсолютное давление среды, в которую вытекает газ, кгс/м2; для инжекционных горелок низкого давления равно атмосферному давлению.
Находим площадь поперечного сечения сопла, мм2:
(3)
Диаметр поперечного сечения сопла составит, мм:
(4)
Диаметр смесителя Д3 вычисляют по формуле, мм:
(5)
Для атмосферных горелок, работающих на природном газа, объем первичного воздуха п составляет (0,4-0,6)*V от теоретически необходимого воздуха для сжигания 1 м3 газа, где V — расход воздуха на сжигание газа, принимают равным 9,52-9,88 м3/м3.
Диаметр конфузора Д2 и диффузора Д4 принимают в следующих пределах соответственно, мм:
(6)
(7)
Длина конфузора 
зависит от суммарного угла сужения конфузора, принимаемого в пределах 45-90°. Длина конфузора определяется, мм:
(8)
Длина горла смесителя составляет, мм:
(9)
Длина диффузора 
зависит от суммарного угла расширения диффузора β (β=6-8°):
(10)
(11)
Следует помнить, что вдвигание сопла внутрь горла смесителя понижает коэффициент инжекции.
Суммарная площадь огневых отверстий горелочного насадка определяется:
(12)
Где 
— скорость истечения газовоздушной смеси из огневых отверстий, м/с; величина этой скорости зависит от диаметра огневых отверстий 
и должна находиться в пределах, исключающих отрыв и проскок пламени.
и принимается исходя из условий предупреждения отрыва и проскока пламени.
Таблица 1. Приближенные значения скоростей смесей природного газа с воздухом, при которых происходит проскок пламени, м/с (температура смеси 20°С).
| Диаметр огневого отверстия, мм | Коэффициент избытка первичного воздуха до 0,6 включительно |
| 3,5 | 0,05 |
| 4,0 | 0,08 |
| 5,0 | 0,09 |
| 6,0 | 0,11 |
| 7,0 | 0,13 |
| 8,0 | 0,15 |
| 9,0 | 0,17 |
| 10,0 | 0,20 |
Рисунок 2. Скорость отрыва пламени газовоздушной смеси в зависимости от размера огневых отверстий и содержания первичного воздуха.
По выбранному диаметру огневых отверстий их число определяется как:
(13)
Выбор оптимальных расстояний sмежду осями горелочных отверстий для обеспечения беглости пламени, но без слияния отдельных факелов друг с другом, производится по графикам:
Рисунок 3. Максимальные расстояния между горелочными отверстиями, при которых сохраняется беглость огня (для природного газа).
1, 2, 3, 4, 5, 6 — диаметры отверстий, мм; цифры в скобках — доля первичного воздуха в газовоздушной смеси от теоретически необходимого количества.
Рисунок 4. Минимальные расстояния между отверстиями, при которых не происходит слияния отдельных факелов (для природного газа).
1, 2, 3, 4, 5, 6, — диаметры отверстий, мм; цифры в скобках — доля первичного воздуха в газовоздушной смеси от теоретически необходимого количества.
Необходимая для пользования графиками тепловая нагрузка на огневые отверстия, ккал/(м2*ч):
(14)
Длина коллектора горелочного насадка 
, как правило, задается по условию (исходя из геометрических и технических характеристик топочного устройства газоиспользующего агрегата).
При двухрядном (наиболее распространенном) расположении огневых отверстий на коллекторе, его длина определяется следующим образом, мм:
(15)
При трехрядном расположении соответственно:
(16)
Методом подбора последовательно определяют, при каком количестве рядов огневых отверстий длина коллектора будет соответствовать требуемому значению.