燃气燃烧与设备设计

与设备设计(总17页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March录00000133446作66火焰高度 11总结 13参考131-1//m3)(J m3)CO2(%)H1HhW1Whcp(%)CH4==kW 0Pa。完全所放出称该单位千焦每标准立方米。以高低。高是指完全后其被冷至温而其水蒸以凝结水状态排出时所放出；低是完全后其被冷至温但水蒸仍蒸汽状态时所放出。HHr11

Hr22

Hrnn

2-） HkJ Nm3； H —高或低kJNm3n烧与应2查得；r—容积成。rn2-1：2-1个

由《燃高kJNm395998低kJNm388390甲烷空气126915117212该设: 高为H ××h

kJ Nm3 低为H=×88390+×11721JNm31华白数当置换另首先应保证具k在互换前后不发生大改变。民具为例如果负荷减少太就达不到烧煮食物工艺要求烧煮间要加长；如果负荷增加太就会烧工况恶化。当烧器喷嘴前压力不变具Q与H成正比与相对密度平方成反比而称为华白数：SW HS

2）:W—华白数或称负荷指数；H—燃气热值；S—燃气相对密度（s=1）。因此，燃具热负荷与华白数成正比：QKW

（2-3）式中:K—比例常数。华白数是代表燃气特性的一个参数。如果两种燃气的热值和密度均不同，但只要它们的华白数相等，就能在同一燃气压力下和同一燃具上获得同一热负荷。欲求华白数，必先求出燃气的相对密度。燃气的平均分子量可由下式求得：MMy1 1

M y2

M yn n

（2-4）式中：M—混合气体的平均分子量；yyy—（%）；1 2 nM1、M2Mn—2查得，结果见表2-2中；燃气组分甲烷空气分子量燃气组分甲烷空气分子量则该设计燃气的平均分子量为：M=（gl）燃气的相对密度：混合气体的相对密度按下式计算：S M （2-5）Ma式中：M —空气的平均分子量（a

M =29a相对密度为：

53.6S29

1.851.85W1.85

W

V 1

m

SO40 21 24

m

2 6）2:V0—2m n H2COCHHS—各种分容积分；O2—氧容积分m n 3T0天然V 10.500.503

832.541067.51.5000 21

4 4 4=过剩系由于与存在混合不均匀性如果在实际装置只供给很难保证与充分混合因而不能因此实际供给大于即供一部分过剩过剩存在增加了分子和分子碰撞能性增加了其相互作用机会从而促使实际供给V与供给V0之比称过剩系即VV0通常＞1

7）值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。在民用燃具中般控制在～。本设计中取值为=。过剩空气的存在增加了燃气分子和空气分子碰撞的可能性，增加了其相互作用的机会，从而促使燃烧完全。在燃烧过程中，正确选择和控制是十分重要的，过小和过大都将导致不良后果；前者使燃料的化学热不能充分发挥，后者使烟气的体积增大，燃烧室内温度下降，增加排烟的热损失，其结果都将使加热设备的热效率下降。因此，先进的燃烧设备应在保证完全燃烧的前提下，尽量使值趋近于1。实际空气量如前所述，理论空气量是燃气完全燃烧所需要的最小空气量，为了保证燃气完全燃烧，因此实际供给的空气量应大于理论空气量。由过剩空气的可，实际的空气量为：V0

2-8）实际空气量为V×=m3m3烟气量燃气燃烧后的是烟气。供给理论空气量，燃气完全燃烧后产的烟气量为理论烟气量。理论烟气量的CO2、SO2、N2和 H2O。前者分在一为烟气。H2O在内的烟气为烟气。过剩空气，烟气中述分过剩空气，这的烟气量为实际烟气量。如CO、CH4、H21烟气量可通过燃烧反应方程式来确定。一）按燃气分计算1）VRO2

V

VSO2

2

mC Hm

H2

9）V =×××0RO2

m3

3VH2O\

0.01H

H2

n2 m

g

d 0 a

2-1）VH2O

××××m3 m3V N 2

0.01N2

2-11）V =×+×0=N2

m3

3V O2

2-12）V —O2

3

3V =×V 2-1）V = O2

O23

03总V Vf

RO2

V V V2H2O N2 O2

4）V —f

3

3V f

m3

3计算:0.252V Hf 1000

4.50

5）带 入 低 热 值 ，得：0.252V =f 1000

×++（）

Nm3 Nm

干燃气3大气式燃烧器 大气式燃烧器的工作原理根据部分预混燃烧方法设计的燃烧器称为大气式燃烧器，其一次空气系数为0<<1。大气式燃烧器由头部及引射器两部分组成，工作原理是：燃气在一定压力下，以一定流速从喷嘴流出，进入吸气收缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气。在引射器内燃气和一次空气混合，然后，经头部火孔流出，进行燃烧，形成本生火焰。大气式燃烧器的一次空气系数为通常为被设计取为。根据燃烧室工作状况的不同，过剩空气系数通常变化在~之间，本设计取=。设计计算设计计算的内容是确定燃烧器各部件的界面尺寸，并根据数据确定各部件的长度等尺寸。本设计燃烧器热负荷Q=kW燃气低热值Hl=kJm3

相对密度 S=，理论空气需要量V0=Nm3Nm

,燃气压力 2000Pa。系数K=3。计算燃气流量36004.2q=g 107844.85

=m3

3600Hq gg Hl

（3-1）

q燃气流量，m3hgH kWgH—燃气低热值m31计算喷嘴直径djLgLg4sHj

4 d =mmj：d ，mm；j—喷嘴流量系数，=~，取值.Fmm2j

'Vu 0S

= （3-3）F op

u

uS（3-4）F m

u

uSj

=mm

（3-5）故，混合管直D =54mmm式中：F1op-最佳燃烧器参数K-引射器能力损失系数，K=3K-K=1 1KK1FF mKK1F1op FfK1K1K

（3-6）F m Ff F

=mm

（3-7）1op计算火孔出口速度一般家用燃具的火孔出口速度可按下表所列范围取值，在这个范围内是可采取提高喷嘴前燃气压力或适当减少一次空气系数以增大火孔出口速度。3-13-1~~~q'V v g f 0.0036F

3-8）fv =m2sf。判别系A可以判别引射式烧器A=1为A＜1A1。FfFmKFfFmKK1FmFfK1K

3-9）22.32.8 2.82.3尺寸圆容易加被广泛采。深增加可减少回离焰圆周沿制成凸缘形不但增加深还利于二次空供给给予冷却头部一般深倍径凸缘圆123-2：直径直径m）~~~3-3：dp××××××s2-3dph2-3dpq/mm2)pv/(m/s)p'dp=F =mmfn=144

Ffn

d24 pF fFF'f

3-10）1）2~3S =d =mh=p p p%n=65n=16。1 2①圈头部确边缘离10。注=3

b =20-2×3=14h

h

F=73m 2）h bh为 5：

d=53rh=15rF nF 3-13）d mF=×519=mm2d扩压管出口直径D=75d式中F-扩压管出口截面积m2dn-扩压管扩张度n=2~3=。扩压管的长度取决扩张角长度按下列公式计算：D -Dd mL 2

3-14）d an2L=802mmda-扩压管扩张角a=6~8a=7。(83-4：表3-4其他结构参数名称 结构参数 数一般采用锥形收缩管进口截面积为混合段截面积的4~6倍吸气

收缩管安装长度安装长度确定。~

D=58mms喷嘴出口至混合段进口距离为混合段直径的~ D/l=I=26mm混合管s50头部长度为直径的 1~3倍进口截面积为火孔总面积的 2倍以上，沿气流方向为减缩形，以保持压力均匀，任意截面积为其后火孔总面积的 2倍以上。(9)核算一次空气系数VVS0V 0VS0V02V2S012KA KKFFmj1 j mF2f'

2V20S

=60% （3-15）故，设计合适 火焰高度的。在设计燃烧器头部时，计算火焰高度是的。（1）、、和热强度，而与火孔间距及孔深无关。火焰内锥的高度由可下式计算：h ic

qj p

（3-16）=×××=h （m）fj—单个火孔的面积（mm2）fqp—火孔热强度（kW

mm2）K—与燃气性质及一次空气系数有关的系数。本设计3T03-5表3-5天然气3T0的值一次空气系数一次空气系数燃气种类天然气3T0（2）：h 0.86nn0c 1

sfqdpp dp

103=45（3-17）h —火焰的外锥高度；ocn—火孔排数；n—表示燃气性质对外锥高度的影响系数（对液化石油气，n＝）；