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多管引射大气式燃烧器设计探讨
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TOC \o 1-5 \h \z HYPERLINK \h \z = xd? = Nx = xd?n (5-3)
df = Nxdfn (5-4)
dt = VNdtn (5-5)
利用以上公式,即可得到多引射管燃烧器喷嘴孔圆周燃气流量密度与单引射 管燃烧器喷嘴孔圆周燃气流量密度比值g的计算公式:
^ = —= ■- V 一三=N-05 (5-6)
Yl NxTTxdtn nxdt /
从(5?6)式可以看出,多引射管燃烧器喷嘴孔圆周燃气流量密度与单引射管燃
烧器喷嘴孔圆周燃气流量密度比值g只与喷嘴数有关,表5?1列出不同喷嘴数量
时比值g的变化情况。随着喷嘴数N的增加,比值§减小。
表5-1不同喷嘴数量喷嘴孔圆周燃气流量密度比值?计算结果
喷嘴数N
2
3
4
5
6
7
8
9
10
比值g
0.71
0.58
0.50
0.45
0.41
0.38
0.35
0.33
0.32
6喷嘴孔圆周长的比较
对多引射管燃烧器与单引射管燃烧器的喷嘴孔圆周长进行比较,目的是比较 喷嘴出口处燃气与空气的接触而积,以此判断多引射管燃烧器与单引射管燃烧器 在一次空气的补充及掺混方面的优劣。在燃气流量相等的前提下,多引射管燃烧 器与单引射管燃烧器喷嘴孔圆周长L的计算公式为:
TOC \o 1-5 \h \z L = it x dt (6-1)
Ln = N x it x dtn (6-2)
= VN (6-3)
公式说明,喷嘴孔圆周长比值《只耳喷嘴数相关,随着喷嘴数的增加,喷嘴 孔圆周长比值◎曾加。表6-1给出了不同喷嘴数时喷嘴孔圆周长比值?的计算结果。 它表明,多引射管燃烧器随着喷嘴数量的增加,喷嘴孔圆周长显著増加,换句话 说,多引射管燃烧器随着喷嘴数量的增加,喷嘴出口处燃气与空气的接触面积显 著增大,这不仅有利于一次空气的补充,还有利于燃气与空气的掺混。
表6?1不同喷嘴数量喷嘴孔圆周长比值?计算结果
喷嘴数N
2
3
4
5
6
7
8
9
10
比值?
1.41
1.73
2.00
2.24
2.45
2.65
2.83
3.00
3.16
7—次空气系数的比较
燃烧器的一次空气系数,可通过以下经验公式进行计算:
= 1.54 x 豁认29护耳 X 拝 (7-1)
式中:cf为一次空气系数(%), P为燃气压力(Pa), S为燃气的相对密度,Am为 引射管喉口截面与出口截面的平均面积值(mm2), Ap为燃烧火孔总面积(mm2), Q为燃烧器的热负荷(kJ?h),T为燃烧器头部燃气与空气混合物的平均温度(K)。
从公式(7?1)可以看出,保持燃烧器火孔总面积Ap与热负荷Q不变,增大引 射管喉部与出口截面平均值人叩一次空气系数可以得到提高。
对于单引射管燃烧器,其引射管的€^值本身就较大,增大Am值来提高一次 空气系数会受燃烧器结构尺寸的限制。对干多引射管燃烧器,其山叶值比单引射 管燃烧器山口小得多,因此,通过增大Amn值来提高一次空气系数的空间要比单 引射管燃烧器大得多。
另外,由干多引射管燃烧器的dITm值比单引射管燃烧器如小得多,因此设计 结构紧凑的燃烧器时多引射管燃烧器就更为有利。
从上述公式还不能直接对多引射管燃烧器与单引射管燃烧器的…次空气系 数进行比较,需对公式进行变换。通过燃烧器的热负荷Q,对式(8)进行变换。
因为
Q = 0.035 x p x d? x H (7-2)
对多引射管燃烧器与单引射管燃烧器的一次空气系数进行比较,前提条件是 热负荷相等、火孔总面积相等、喉部与出口截面的平均值相等。对于单引射管燃 烧器,可肓接利用(7?2)式计算热负荷,对于多引射管燃烧器,则须用下式计算热 负荷。
Qn = 0.035 x N x p x d^n x H (7-3)
比较(7?2)(7?3),当Qn = Q,同样得到山=VNdtno将(7?2)(7?3)式分别代入(7?1) 式得到
al=1.54x瞎x讪桝时两jo.O35xnxd?xJ|xH%“?54x瞎
al=1.54x瞎x讪桝时两
jo.O35xnxd?xJ|xH%“?54x瞎x也吸曲
(7-4)
0.035xNx^xd?nxJ|xH比较(11)(12)式,并代入(3)式得至IJ:
(7-5)
込=?xdtN—1 (7.6)
式(7?6)表明在热负荷相等、火孔总面积相等、喉部与出口截面的平均值相等
的条件下,多引射管燃烧器与单引射管燃烧器的一次空气系数相等。由于两种燃
烧器引射管喉部?出口截面的平均值总和相等,即Am=AmNO因Am=fxd紿 Amn = N X [ d盒口 ? 所以
如邈 ⑺刀
式中,〃肌九一一多引射管燃烧器中单个引射管喉部与出口的平均直径,〃机一
—单引射管燃烧器引射管喉部与出口的平均肓径,
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