Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Теплоэнергетика»
Выбор, расчет и конструирование газовых горелок
Самостоятельная работа по дисциплине
«Топливо и основы теории горения»
Вариант 25
Студент группы 31Е
М. Ю. Константинович
Руководитель
Профессор кафедры Т
В. Р. Ведрученко
Омск 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………… 3
1. Назначение области использования, классификация и принципы действий газовых горелок………………………………………………………....... 4
2. Расчет газовой горелки атмосферного типа.…………………………….……..10
3.Эскиз газовой горелки инжекционного типа………………………………… 13
4.Ответы на контрольные вопросы…………………………………………………15
Заключение …………….………………...…………………………………………16
Список использованной литературы …………………………………………......17
ВВЕДЕНИЕ
Устойчивое сжигание газа является одним из основных условий, которое необходимо выполнять при проектировании любой газовой горелки, так как горелка, не обеспечивающая устойчивого процесса горения в заданных границах колебания тепловой нагрузки или калорийности газа, не может быть допущена к эксплуатации из-за опасности появления взрывчатой газовоздушной смеси в печи.
Полное сжигание газа важно не только для достижения высокого КПД печи, но и для получения безвредной смеси отходящих газов, не влияющей на здоровье людей.
Величины первого и второго слагаемых в основном определяются температурным режимом в зоне горения, зависящим главным образом от теплового напряжения топочного пространства. Третье слагаемое целиком определяется условиями движения потоков газа и воздуха в топочном пространстве.
Если наибольшее значение в суммарном времени, необходимом для завершения процесса горения, имеют первая и вторая составляющие, то реакция горения протекает в так называемой кинетической области. Горелки, осуществляющие сжигание газа в этой области, называются беспламенными. В случае преобладания в общем значении времени реакции третьей составляющей горение развивается в диффузионной области. Такой процесс горения происходит, как правило, в горелках диффузионного типа. И, наконец, когда процесс горения зависит от трех слагаемых, сжигание горючих компонентов газообразного топлива происходит в смешанной области. В этом случае процесс горения осуществляется горелками инжекционного типа.
Рассмотрим, какой тип горелок наиболее приемлем для перевода на газ существующих отопительных печей.
Назначение, область использования, классификация и принципы действия газовых горелок.
На основании опыта эксплуатации и анализа конструкции горелочных устройств можно сформулировать основные требования к их конструкции.
Конструкция горелки должна быть более простой: без подвижных частей, без устройств, изменяющих сечение для прохода газа и воздуха и без деталей сложной формы, расположенных вблизи носика горелки.
Сложные устройства при эксплуатации себя не оправдывают и быстро выходят из строя под действием высоких температур в рабочем пространстве печи.
Сечения для выхода газа, воздуха и газовоздушной смеси следует отрабатывать в процессе создания горелки. В процессе эксплуатации все эти сечения должны быть неизменными. Количество подаваемых через горелку газа и воздуха следует изменять только дроссельными устройствами, установленными на подводящих трубопроводах.
Сечения для прохода газа и воздуха в горелке и конфигурацию внутренних полостей следует выбирать таким образом, чтобы сопротивление на пути движения газа и воздуха внутри горелки было бы минимальным.
Давление газа и воздуха в основном должно быть использовано для создания требуемых скоростей в выходных сечениях горелки. Желательно, чтобы подача воздуха в горелку была регулируемой. Неорганизованная подача воздуха в результате разрежения в рабочем пространстве или путем частичного инжектирования воздуха газом может допускаться только в особых случаях.
При-необходимости разделения газового потока на несколько струй применяют массивную насадку с соответствующим числом отверстий. При осуществлении частичного предварительного смешения газа и воздуха следует использовать какой-либо один способ, а не усложнять горелку большим числом элементов одного и того
же назначения.
Для стабилизации горения предпочтительнее аэродинамические методы, то есть создание зон циркуляции продуктов сгорания, которые поджигают газовоздушную смесь.
Применение горелок сложных конструкций бывает оправданным в тех случаях, когда горелка является единственным топливосжигающим устройством на агрегате, а тепловой режим агрегата требует изменения характеристик факела во времени. Сложные конструкции горелок применяют и в тех случаях, когда при проектировании теплового агрегата нет четких требований к тепловому режиму и его приходится подбирать при пусконаладочных работах путем изменения характеристик факела.
Кроме того, работая в составе печного оборудования, горелочные устройства должны удовлетворять общим техническим требованиям, регламентированным стандартами.