Материал: 2509
lВ 2 3 dГ , |
lС 2,5 dГ . |
Переход конической поверхности конфузора в цилиндрическую поверхность горловины для литых смесителей осуществляется по дуге окружностей R = (3–5) dГ.
Длина диффузора
dД dГ lД 2tg /2 ,
где = 6–8 О – угол расширения, принимаемый для обеспечения безотрывности потока ГВС.
Суммарная площадь огневых каналов в коллекторе (см. рис. 12)
fD |
VСМ |
|
VГ 1 a'V0 |
|
|
|
|
|
|
, |
|
W |
3600W |
|
|||
|
СМ |
|
СМ |
|
|
где WСМ – скорость вытекания ГВС из огневых каналов. Скорость принимается такой, чтобы не происходило отрыва пламени. Для природного газа
WСМ 3600d0T2 1 V0 ,
1 a'V0
где aT – коэффициент избытка воздуха.
Так как последнее уравнение содержит две неизвестные величины, то для определения скорости вытекания ГВС необходимо задаться диаметрами огневых каналов (3–6 мм). Число огневых каналов на коллекторе определяется
N fD / fD.
Огневые отверстия на коллекторе горелки обычно размещают в 1 или 2 ряда (см. рис. 12). В последнем случае в шахматном порядке.
При двухрядном расположении минимальная длина коллектора
lК |
|
N 1 S |
2S, |
|
|||
|
2 |
|
|
где S – шаг между осями огневых отверстий.
Для обеспечения быстрого распространения пламени по всем каналам и предотвращения их слияния шаг должен укладываться в преде-
25
лы, определенные экспериментом: при a' = 0,6 и d0 = 2–6 мм S = (2,4– 2,8)d0 мм. Для этой же цели расстояние между осями рядов каналов должно быть в 2–2,5 раза больше расстояния между рядами.
При выборе глубины огневых каналов lD следует исходить из того, что ее увеличение способствует устойчивости горения в отношении проскока пламени. Вместе с тем чрезмерное увеличение глубины канала приводит к повышению сопротивления трения, что в свою очередь способствует понижению коэффициента инжекции первичного воздуха a'. Кроме того, это приводит к созданию приподнятых каналов, осложняющих изготовление горелок. По экспериментальным данным
lD = (1,5–2) d0.
Газовые горелки должны размещаться в топке так, чтобы конусный фронт пламени не омывал теплообменных поверхностей, так как это приводит к появлению продуктов неполного сгорания.
h 0,785d02 y,
где k – отношение расчетной удельной тепловой нагрузки.
Полная длина горелки рассчитывается путем сложения длин конфузора, горла смесителя, диффузора и коллектора горелочного устройства.
Пример расчета газовой горелки
Рассчитать атмосферную горелку для установки с номинальной теплопроизводительностью q = 3,24 кДж/ч, в которой сжигают природный газ с низшей теплотой сгорания QНР = 36000 кДж/м3, плотностьюГ = 0,78 кг/м3 и теоретически необходимым количеством воздуха для горения V0 = 9,3 м3/м3. Принципиальная схема горелки представлена на рис. 12.
Решение
1. Номинальный расход газа
V |
Г |
|
q |
|
3,24 3600 |
0,56 м3/ч. |
|
QPH N |
36000 1 0,58 |
||||||
|
|
|
|
2. Скорость истечения газа из сопла
26
|
|
|
|
W |
|
|
2pГ |
|
|
2 137,2 |
18,7 м/с. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
Г |
|
0,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
p |
Г |
0,27QP |
40 |
|
0,27 36000 |
40 137,2 Па. |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
100 |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
3. Площадь поперечного сечения газового сопла |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
f |
C |
|
|
|
VГ |
|
|
|
|
|
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
0,0000101 м2. |
|||||||||||||||
3600 W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3600 0,82 18,7 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4. Диаметр сопла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
dC |
|
|
4fC |
|
|
|
4 0,0000101 |
|
0,0035 м. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
3,14 |
|
3,14 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
5. Диаметр горла смесителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
d |
Г |
d |
C |
|
|
|
(1 a'V ) (1 a'V |
В |
) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
Г |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
0,0035 |
|
(1 5,58) (1 5,58 |
1,29 |
) 0,0287 м 28,7 мм. |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n0,6 9,3 5,58.
6.Диаметр конфузора и диффузора
dB |
2,0 2,2 dГ |
2 28,7 |
57,4 мм; |
dД |
2,0 2,2 dГ |
2 28,7 |
57,4 мм. |
7. Длина всасывающей части камеры смешения (конфузора)
lВ 2 3 dГ 2,5 28,7 71,75 мм.
8. Длина стабилизирующей части камеры смешения
lС 2,5 dГ 2,5 28,7 71,75 мм.
9. Длина диффузора при угле расширения = 8 0
lД |
dД dГ |
|
57,4 28,7 |
205 мм. |
|
2tg /2 |
|
2 tg 8/2 |
|||
27
10. Суммарная площадь огневых отверстий горелочного насадка
fОГН |
|
VСМ |
|
VГ 1 a'V0 |
|
0,55 1 0,6 |
9,3 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00101 м |
. |
|
W |
3600W |
|
3600 1 |
|
|
||||||
|
|
СМ |
|
СМ |
|
|
|
|
|
|
|
Зададимся диаметром огневого отверстия dОГН = 3 мм и скоростью выхода газа из огневых отверстий WОГН = 1 м/с.
11. Число огневых отверстий
N |
4 0,00101 |
142,9 143 шт. |
|
3,14 0,0032 |
|||
|
|
12. При a' = 0,6 расстояние между осями огневых отверстий
S = 2,4 · 3 = 7,2 мм.
13. Длина коллектора горелочного насадка при двухрядном расположении горелок
|
|
lК |
143 1 |
7,2 |
|
2 7,2 497 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
4,5 |
|
|
|
|
|
|
7,2 3 |
|||||||||||||||||
57,4 |
|
57,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
28,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
71,8 |
71,8 |
205 |
497 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
848 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 13. Атмосферная газовая горелка
14. Оптимальное расстояние от обреза сопла до входного сечения сопла смесителя
lД = 1,5 · 3 = 4,5 мм.
15.Длина горелки
l 71,75 71,75 205 497 846 мм.
28
На рис. 13 представлена схема рассчитанной атмосферной горелки.
Расчет газовой горелки. Варианты заданий
Рассчитать атмосферную горелку для установки с номинальной теплопроизводительностью q, в которой сжигают природный газ с низшей теплотой сгорания QНР, плотностью Г = 0,78 кг/м3 и теоретически необходимым количеством воздуха для горения V0 = 9,3 м3/м3. КПД газового прибора . Принципиальная схема горелки представлена на рис. 12.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
q, кДж/кг |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
4,0 |
4,2 |
QНР·10-3 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
|
0,54 |
0,56 |
0,58 |
0,60 |
0,62 |
0,64 |
0,54 |
0,56 |
0,58 |
0,60 |
0,62 |
0,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
q, кДж/кг |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
QНР·10-3 |
42 |
40 |
38 |
36 |
34 |
32 |
42 |
40 |
38 |
36 |
34 |
32 |
|
0,64 |
0,62 |
0,6 |
0,58 |
0,56 |
0,54 |
0,64 |
0,62 |
0,6 |
0,58 |
0,56 |
0,54 |
3.РАСЧЕТ ДЫМОХОДОВ
Вкурсовом проекте рассчитывается дымоход от газового водонагревателя. Установка колонки и устройство дымоходов показаны на рис. 5–7.
Расчет выполняется по наихудшим условиям работы для верхнего этажа проектируемого здания в летнее время.
Взадачу расчета дымохода входит определение поперечных сечений дымохода и присоединительной трубы, а также определение разряжения перед газовыми приборами. Поперечными сечениями пред-
варительно задаются, принимая скорость уходящих газов 1,5–2 м/с. О достаточности принятых сечений судят по полученному разряжению перед приборами.
Тяга рТ (Па), создаваемая дымовой трубой, дымоходом или вертикальным участком присоединительной трубы, определяется по уравнению
29