Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»

Поверочный расчет горелочных устройств

Методическая разработка к курсовой работе

по курсу «Основы теории горения топлив»

для студентов дневной формы обучения специальностей

100700 – Промышленная теплоэнергетика, 101600 – Энергообеспечение предприятий

Екатеринбург

2005

УДК 662.767:697.3 (031)

Составители В.А. Мунц, Е.Ю. Павлюк

Научный редактор проф., д-р техн. наук А.М. Дубинин

Поверочный расчет горелочных устройств : методическая разработка к курсовой работе по курсу «Основы теории горения топлив» / сост. В.А. Мунц, Е.Ю. Павлюк. Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005 г. 20 с.

В методической разработке изложены основные аспекты поверочного расчета горелочных устройств, приведены основные характеристики и конструкции горелок, предложен на конкретном примере метод расчета горелки.

Библиогр.: 4 назв. Рис. 8. Табл. 8.

Подготовлено кафедрой «Промышленная теплоэнергетика».

 ГОУ ВПО «Уральский государственный

технический университет - УПИ», 2005

1. Задание к курсовой работе

Провести поверочный расчет горелок для сжигания газа. Заданы: тип горелки, ее тепловая мощность, температура подогретого воздуха, вид газа (состав приведен в табл. 8), давление газа перед горелкой.

Рассчитать параметры газораспределения: глубину проникновения газовых струй в поток воздуха при заданном давлении газа, скорость истечения газа и воздуха, диаметр расширившейся струи.

Целью расчета является определение полноты смешения газа и воздуха при переводе горелки на сжигание газа изменившегося состава.

Конструкторская часть: представить эскиз горелки (формат А2) и схему газораспределения (формат А4).

2. Поверочный расчет горелочных устройств

Поверочный расчет горелки сводится к определению полноты смешения газа и воздуха, скоростей истечения газа и воздуха, глубины проникновения газовых струй в поток воздуха и диаметра расширившейся струи. При расчете используют конструктивные данные конкретного типа газогорелочного устройства.

Расчет проводится в следующем порядке:

1. Определяют расходы топлива и воздуха, м³/с:

,

,

где N – номинальная тепловая мощность горелки, МВт; – низшая теплота сгорания газа, МДж/м³;  – коэффициент избытка воздуха; V⁰ – теоретически необходимое количество воздуха, м³/м³.

Величину коэффициента избытка воздуха следует принять в диапазоне рекомендуемых значений 1,03 – 1,1.

2. Рассчитывают по конструктивным данным площадь сечения для прохода воздуха и газа, м²:

либо,

,

где D₁ – диаметр корпуса горелки в месте прохода воздуха, м; D₂ – диаметр центрального газового коллектора либо трубы для установки форсунки, м; b – ширина туннеля, м; Н₁ – высота туннеля, м; п – число газовыпускных отверстий, шт.

3. Определяют скорость истечения газа и воздуха с учетом температурной поправки, м/с:

,

,

где t_в, t_г – температура воздуха и газа соответственно, С.

4. Рассчитывают необходимое давление воздуха и газа перед горелкой, Па:

,,

где  – коэффициент сопротивления по газовому и воздушному тракту; _в = 1,0; _г = 1,5; _в, _г – плотность воздуха и газа соответственно, кг/м³.

5. Затем определяют глубину проникновения газовых струй в поток воздуха, м:

,

где k_ = sin – коэффициент, учитывающий угол между направлением потока и газовых струй; k – коэффициент, зависящий от относительного шага s/d между отверстиями. При s/d = 4; 8; 16;  k = 1,6; 1,7; 1,9; 2,2 соответственно.

6. Рассчитывают диаметр расширившейся струи, м:

.