14.Расчет газовых инжекционных горелок низкого давления и определение их размеров. Правила эксплуатации газовых горелок. Основные характеристики газа.

Расчет газовых горелок. Для расчета пламенных инжекциоиных горелок низкого давления (рис. 6.13, а, б, в) необходимы следующие исходные данные: номинальная тепловая мощность горелки Q_T (Вт); плот­ность газа ρ_г (кг/м^э); низшая теплота сгорания газа Q_н^р (МДж/м³); давление газа перед горелкой Р_г (Па); коэффициент первичного воздуха.

Рис.6.13. Расчетные схемы инжекционных горелок:

а-односопловая факельная; 1-сопло; 2-регулятор первичного воздуха; 3-смеситель; 4-насадка; 5-отверстие для выхода газовоздушной смеси; D₁-диаметр сопла; D_2,l₂-соответственно диаметр и длина конфузора, D₃,l₃-соответственно диаметр и длина горловины; D_4,l₄-соответственно диаметр и длина диффузора; D₀-диаметр отверстия для выхода газовоздушной смеси; L-длина насадки; l-длина концевого участка насадки; l₀-высота прилива у отверстия для выхода газовоздушной смеси; S-расстояние между отверстиями; б-многосопловая; 1-сопло; 2-коллектор; 3-смеситель; в-беспламенный; 1-рефлектор; 2-каналы керамической насадки; 3-насадка; 4-распределительная коробка; 5-смеситель; 6-сопло

Минимальное давление газа, обеспечивающее нор­мальную работу горелки, находится по формуле

Номинальный расход газа горелкой определяется по выражению

Площадь поперечного сечения сопла для прохож­дения расчетного количества газа рассчитывается по формуле

где ω_г — средняя скорость истечения газа из соп­ла, м/с.

φ — коэффициент расхода, учитывающий измене­ние скорости струи газа из-за наличия сопротивления трения и сжатия струи.

Коэффициент расхода φ зависит от формы сопла.

Диаметр горловины смесителя определяют из урав­нения сохранения количества движения при смешении потоков газа и первичного воздуха. Для 1 м³ газа коли­чество движения равно ω_гρ_г, Для инжектируемого воз­духа количество движения ω_вρ_в = О, так как начальная скорость воздуха ω_в =0.

Диаметр конфузора D₂ и диффузора D₄ смесителя принимают равным

D₂ =(1,5...2)D₃; D₄ = (2...2,2)D₃.

Длина горловины 1₃ и конфузора l₂ смесителя прини­мается равной

1₃=(2,5...3)D₃; 1₂=(1,5...2)D₃.

Конфузор сопрягается с горловиной по дуге окружности радиуса

R=(3...5)D₃

Длина конфузора рассчитывается по формуле

l₄ = (D₄-D₃)/2tg(α/2),

где α — угол расширения диффузора (α = 6...8°).

Длина насадки рассчитывается по уравнению

L=(n —l)s/N+21',

где N — число рядов отверстий на насадке, шт.; 1' — длина концевого участка (обычно l' = 25).

Для обеспечения устойчивого горения предусматри­вают стабилизирующие устройства, например в виде теплоотводящих приливов, у выходных отверстий на­садки. Высоту выходных отверстий принимают равной 1₀==(2...3) D₀, но не больше 12 мм для отверстий боль­шого диаметра.

Правила эксплуатации газовых горелок. Горючие газы токсичны и в определенных концентрациях в воздухе взрывоопасны. Токсическое воздействие на ор­ганизм человека возможно как за счет действия соб­ственно газа, так и продуктов его сгорания, поэтому необходимо строго соблюдать правила эксплуатации газовых горелок.

Перед началом работы газовых горелок проветри­вают помещение. Если в воздухе ощущается запах газа, необходимо отключить подачу газа и вызвать специальную службу.

У аппаратов с организованным отводом продук­тов сгорания (индивидуальный газоход) перед розжи­гом проверяют тягу в газоходе, для чего к смотровому окну подносят папиросную бумагу. При наличии тяги бумага втягивается в смотровое окно. Если тяга от­сутствует, то до прочистки газохода аппарат разжигать запрещается. Рабочие объемы газовых аппаратов пе­ред включением горелки проветривают в течение 2...3 мин. Наибольшее число взрывов бывает в момент розжига, поэтому именно в этот момент нужно про­являть максимальное внимание и осторожность.

Для розжига горелок следует использовать только переносной или стационарный запальник.

При правильной эксплуатации горение происходит устойчиво без явлений отрыва и проскока пламени. При нормальной работе горелки пламя должно быть почти прозрачным с отчетливо Выраженным голубо­вато-зеленоватым ядром в середине факела.

В случае значительного избытка воздуха пламя . резко укорачивается, становится почти бесцветным, имеет расплывчатое ядро, горение происходит с потрес­киванием. При недостатке воздуха пламя удлиняется, появляются желтые коптящие языки, свидетельствую­щие о неполном сгорании газа.

У горелок большой производительности перед вклю­чением следует закрыть регулятор воздуха, в против­ном случае произойдет хлопок (взрыв смеси внутри го­релки). Хлопок может нарушить герметичность соеди­нений.

В процессе работы аппарата следует через смот­ровое окно периодически проверять работу горелки.

При выключении аппарата вначале закрывают кран перед горелкой, а затем на опуске газопровода к аппарату. Категорически запрещается искать утечку газа с помощью огня так как это может вызвать взрыв. Искать утечку газа можно только путем нанесения на предполагаемые места утечки мыльной воды.

К работе с газовыми аппаратами допускаются только лица, обученные безопасным методам работы и имеющие удостоверения о сдаче техминимума в со­ответствии с существующим законоположением.