燃气燃烧与燃烧装置 教学课件 作者 刘蓉 刘文斌第四节 大气式燃烧器.pptVIP

二、 低压引射器的计算 （一）低压引射器的工作原理 引射器工作原理 1、在空气吸入段 压力为 p1（燃气压力H）、质量流量为mg的燃气以υ1的速度通过喷嘴后，压力由p1降至p2 （在此为大气压）。高速燃气具有很大的动能，由于气流的动量交换，将质量流量为ma的一次空气以υ2的速度吸进引射器。动量交换使燃气流速降低，空气流速增高。 2、在混合管段 气流进入混合管，在流动过程中燃气动压头进一步减小，其中一部分传给空气使空气动压增大，一部分用来克服流动中的阻力损失，另一部分则转化为静压力h1。经过混合管内的充分混合，在混合管出口，速度场呈均匀分布，燃气-空气混合物的速度都达到υ3 。 3、在扩压管段 在扩压管内，混合气体的动压进一步转化为静压，速度从υ3降至υ4 ，压力从p3 升至p4。在扩压管出口，混合气体总的静压力为h 。该静压力即为头部所需的静压力。 （二）低压引射器的基本方程 取A-A、B-B两截面建立动量方程： 其中 又 即 对于扩压管（推导见下页）： 又，对于喷嘴： 其中 将以上式子带入动量方程得到低压引射器的计算公式： 其中 扩压管静压恢复计算公式推导 取扩压管进出口两截面建立能量方程： 三、 低压引射大气式燃烧器的计算 对于燃烧器头部，所需静压力为： 则头部所需静压力为： 而火孔出口速度及混合气密度为： 所以头部所需静压力可写成： 对于引射器，所产生的静压力为： 因为 则结合上两式可得燃烧器的基本计算公式： 其中 引射式燃烧器的自动调节特性： 从上式可以看出燃烧器的引射能力（质量引射系数u，或一次空气系数α′）只与燃烧器的结构有关，而与燃烧器的工作状况无关，即引射系数不随燃烧器热负荷的变化而变化。这一特性称为引射式燃烧器的自动调节特性。 燃烧器的最佳结构参数 根据节能要求，引射器应按最佳工况设计，即对应于给定的引射系数u，应获得最大的值。 得引射器结构参数F的最佳值 最大无因次静压力 燃烧器的最佳工况相应于引射器的最佳工况，因此将引射器的最佳结构参数带入燃烧器的基本计算式 即可得最佳燃烧器结构参数 设计引射式大气燃烧器的步骤 第一种情况是确定燃烧器的几何尺寸并计算所需的燃气压力，其计算步骤是： 1、进行头部计算以确定头部及火孔尺寸。 2、根据最佳工况计算F1op，确定引射器尺寸。 3、通过Fop计算喷嘴尺寸，然后计算所需燃气压力。 另一种是在给定燃气压力下，确定燃烧器的几何尺寸，其计算步骤如下： 1、根据燃气压力及流量计算喷嘴尺寸。 2、进行头部计算头部及火孔尺寸。 3、通过以下步骤确定引射器尺寸： 则可将燃烧器计算公式改写为： 设 则 如果A=1，则X=1，即F1= F1op 如果A1，则X无实数解，表明燃烧器不能保证所需的引射能力。 如果A1，则表明燃烧器有剩余压力。 其他尺寸按选择的引射器型号比例计算 课堂作业： 设计一天然气锅炉用大气式燃烧器。 已知条件：燃烧器热负荷30kW；天然气为四川干气；燃气压力2000Pa。 第四节 大气式燃烧器 一、 大气式燃烧器的构造以及特点 二、 大气式燃烧器的设计 一、 大气式燃烧器的构造以及特点 （一）大气式燃烧器的构造 1、引射器的结构 引射器的作用 引射器由喷嘴和引射管组成，引射器的作用： 第一、以高动能的气体引射低动能的气体，并使两者混合均匀。 第二、在引射器末端形成所需的剩余压力，用来克服气流在燃烧器头部的阻力损失，使燃气-空气混合物在火孔出口获得必要的速度，以保证燃烧器稳定工作。 第三、输送一定量的燃气，以保证燃烧器所需的热负荷。 1）喷嘴 （1）作用：输送所要求的燃气量。 （2）流量系数的确定（P135） （3）结构形式：固定喷嘴，可调喷嘴 （1）一次空气进口 （2）吸气收缩管 （3) 混合管 (4) 扩压管 2）引射管 （1）一次空气吸入口 一次空气吸入口开口面积一般为燃烧器火孔总面积的1.25～2.25倍，吸入口处的空气流速不超过1.5m/s。 2）引射管 喷嘴出口截面应该与喉部的距离对一次空气的影响 调风板 （a） 移动式调风板 （b） 切口旋转式调风板 一次空气入口至喉部为吸气收缩部。 作用是减少空气进入时的阻力损失。 吸气收缩管的进口截面积一般比出口截面积（喉部）大4～6倍。 （2）吸气收缩管 （3）混合管 作用是使燃气与空气充分混合。 （4）扩压管 使混合气体的部分动压转变为静压。 2、燃烧器头部 （1）多火孔头部（头部分配室+火孔） 家用灶用燃烧器 热水器用燃烧器 大锅灶用燃烧器 圆形火孔 a、无凸缘火孔 b、有凸缘火孔 方火孔 条形火孔 大气式燃烧器的特点 1、大气式燃烧器比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高。 2、可以燃烧各种性质的燃气，燃烧比较完全，燃烧效率比较高。 3