Расчет горелок

Баубеков Куат Талгатович

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К практическим занятиям по дисциплине

«Специальные вопросы сжигания топлива»

для специальности «Теплоэнергетика»

Астана 2014

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина

Рассмотрено и одобрено Утверждаю

к изданию на заседании Председатель МС Казахского

методического совета Казахского агротехнического

агротехнического университета им. С. Сейфуллина

университета им. С. Сейфуллина __________ Абдыров А.М.

протокол № _5_ от_21.05.2014 г. «_____» _________2014 г.

Автор: Баубеков Куат Талгатович, д.т.н., зав. кафедрой теплоэнергетики

Методические указания составлены в соответствии с рабочими учебными планами и рабочими программами и включает все необходимые сведения по выполнению расчета горелок и форсунок.

Методические указания предназначены для студентов специальности 5В071700- Теплоэнергетика

Рецензенты: Достияров А.М., доктор технических наук, профессор кафедры теплоэнергетики

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры теплоэнергетики

Протокол №__9__ от «_ 10 _» _ 01 _ 2014 г.

Рассмотрено и рекомендовано на заседании методической комиссии энергетического факультета.

Протокол №__4__ от «__17___» __01________ 2014 г.

© Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, 20014 г.

Введение

Данные методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по курсу «Специальные вопросы сжигания топлива» для студентов специальностей 050717 «Теплоэнергетика» и предназначены для закрепления теоретических знаний по лекционным занятиям.

Согласно рабочей учебной программы:

- в результате усвоения объема теоретических положений и проблем студенты должны уметь: рассчитывать основные параметры и режимы работы сожигательных устройств при сжигании газообразного, жидкого и твердого топлива.

- в результате изучения курса студенты должны владеть: методикойрасчётов тепловых и конструктивных параметров сожигательных устройств, методикой выбора оптимальных типов горелок и форсунок.

Методические указания содержат методику расчета некоторых видов сожигательных устройств, а также примеры данных расчетов.

Материал курса изучают по основному учебнику. Для более подробного и глубокого изучения отдельных вопросов и в помощь при решении задач рекомендуется дополнительная литература. При самостоятельной работе необходимо добиваться отчетливого представления о физической сущности изучаемых явлений и процессов.

Расчет основных размеров горелок без предварительного смешения

Расчет горелок

Расчет горелок без предварительного смешения (рисунок 1) состоит в определении проходных сечении газа – d_г, для воздуха – d_кор, и для газа газовоздушной смеси d_нг. или в определении пропускной способности горелки (расходы газа, воздуха и смеси) при известных геометрических размерах.

Обычно при расчете бывают заданы:

параметры газа ();

параметры воздуха ();

пропускная способность горелки по газу V_ог.

Рисунок 1 – Расчетная схема горелки без предварительного смешения

1.1.1 Количества воздуха V_ов которое нужно для сжигания данного объема газа можно определить по формуле

, (1.1),

где α – коэффициент расхода воздуха, α > 1, 1÷ 1, 5;

L_о – стехиометрическое количество воздуха на единицу объема газа (при α =1, 0). Определяется из таблиц.

1.1.2 Так как в горелке поступает воздух и газ низкого давления, то в расчетах их можно считать несжимаемыми. Поэтому скорость

газа или воздуха на выходе можно определить по формуле

(1.2),

где ξ - коэффициент сопротивления горелки, отнесенный

к скорости в самом узком сечении; для газа ξ _г =1, 5, для воздуха ξ _в = 1, 0.

Таким образом, скорость газа

. (1.2 а)

1.1.3 Скорость воздуха на выходе

. (1.3)

1.1.4 Площадь выходного сечения:

для газа

(1.4),

для воздуха

_. (1.5)

1.1.5 Зная площади F, можно найти диаметры горелочного туннеля d_г и коридора для воздуха d_кор

, (1.6),

. (1.7)

1.1.6 Действительные скорости на выходе из горелки

(1.8),

(1.9)

1.1.7 Диаметр носика горелки

. (1.10)

Расчеты и опыт работы показывают, что скорость истечения газа не должно превышать 80-100 м/с.

Действительная скорость воздуха должна быть меньше скорости газа примерно в два раза, для сокращения длины факела, но не более чем 3-4 раза. Для получения длинного факела скорость воздуха и газа можно принимать одинаковыми. Скорость смеси в носике горелки при максимальном расходе газа и воздуха может быть 25-30 м/с.

Этот расчет производится, если известно расход газа и параметры газа и воздуха с целью определение геометрических размеров горелки.

Если, наоборот, известны геометрические размеры горелки и надо определить ее пропускную способность (V_ов, V_ог ) тогда:

1.Определяем скорость по формуле (2).

2.Определяем расход по формуле (3).

Замечание: если давление газа и воздуха не известны, то скорости газа и воздуха можно взять из таблицы 1.

Таблица 1 - Рекомендуемые скорости для горелок типа «труба в трубе»