燃?xì)馊紵c應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

1設(shè)計(jì)概述該課程設(shè)計(jì)是某品牌燃?xì)庠罹叩脑O(shè)計(jì)與計(jì)算，本人設(shè)計(jì)的為天然氣12T3。2設(shè)計(jì)依據(jù)2.1原始數(shù)據(jù)（1）天然氣的額定工作壓力為2000Pa（2）一次空氣系數(shù)=0.6（3）燃?xì)鉁囟葹?5（4）設(shè)計(jì)熱負(fù)荷4Kw（5）天然氣12T3的相關(guān)參數(shù) 表2-1類(lèi)別體積分?jǐn)?shù)(%)相對(duì)密度熱值/(MJ/m3)華白數(shù)/(MJ/m3)燃燒勢(shì)cp理論干煙氣中CO2體積分?jǐn)?shù)(%)H1HhW1Wh12T3CH4=92.5N2=7.50.58631.4634.9541.1145.6736.311.632.2燃?xì)饣緟?shù)的計(jì)算2.2.1熱值的計(jì)算根據(jù)混合法則按下式進(jìn)行計(jì)算：H = H 1 r1 + H 2 r2 + + H n rn （2-1）式中 H 燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的低熱值（ kJ / Nm3 ）；H 1 , H 2 , H n 燃?xì)庵懈骺扇冀M分的低熱值（ kJ / Nm3 ），查表可得；r1 , r2 , rn 燃?xì)庵懈骺扇冀M分的容積分?jǐn)?shù)，（原始數(shù)據(jù)）；2.2.2燃?xì)饷芏扔?jì)算根據(jù)混合法則按下式進(jìn)行計(jì)算： g = 1r1 + 2r2 + + n rn （2-2）式中g(shù) 燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的密度 (kg / Nm 3 ) ；1 , 2 , 3 燃?xì)庵懈鹘M分的密度 (kg / Nm 3 ) ，查表可得；r1 , r2 , rn 燃?xì)庵懈骺扇冀M分的容積分?jǐn)?shù)，（原始數(shù)據(jù)）；2.2.3燃?xì)庀鄬?duì)密度計(jì)算 （2-3）式中 s 燃?xì)獾南鄬?duì)密度，無(wú)綱量；g 燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的密度 (kg / Nm 3 ) 。2.2.4理論空氣需要量的計(jì)算當(dāng)燃?xì)饨M分已知，可按下式計(jì)算燃?xì)馊紵枥碚摽諝饬浚?.5 H 2 + 0.5CO + ( m + 4/n)Cm H n + 1.5H 2 S O2 （2-4）式中 V0 理論空氣需要量 ( Nm 3干空氣 / Nm 3 干燃?xì)? ；H2 , CO, Cm H n , H 2 S 燃?xì)庵懈鞣N可燃組分的容積分?jǐn)?shù)；O2 燃?xì)庵醒醯娜莘e成分；2.3頭部計(jì)算2.3.1計(jì)算火孔總面積 （2-5）式中 F p 火孔總面積 (mm 2 ) ；Q 設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 (Kw) ；q p 額定火孔強(qiáng)度 Kw / mm 2 。2.3.2計(jì)算火孔數(shù)目 （2-6）式中 n 火孔數(shù)目（個(gè)）F p 火孔總面積 (mm 2 ) ；d p 單個(gè)火孔的直徑； 圓周率，取3.14 。2.3.3計(jì)算火孔間距s = 2.5d p （2-7）式中 s火孔間距(mm)；d p單個(gè)火孔的直徑。2.3.4計(jì)算火孔深度 h=2.3dp （2-8）式中 h火孔深度(mm)d p 單個(gè)火孔的直徑。2.3.5計(jì)算頭部截面Fh = 2 F p （2-9）式中 Fh 頭部截面積 (mm 2 ) ；F p 火孔總面積 (mm 2 ) 。2.3.6計(jì)算頭部截面直徑 （2-10）式中 Dh 頭部截面直徑 (mm) ；F p 火孔總面積 (mm 2 ) 。2.3.7計(jì)算火孔阻力系數(shù) （2-11）式中 p 火孔阻力系數(shù)； p 火孔流量系數(shù)。2.3.8計(jì)算頭部能量損失系數(shù) （2-12）式中 K1頭部能量損失系數(shù)，無(wú)量綱；p火孔阻力系數(shù)；t 混合氣體在火孔出口的溫度。2.4引射器計(jì)算2.4.1計(jì)算引射器系數(shù) （2-13）式中 u 引射系數(shù)，無(wú)量綱；一次空氣系數(shù)，無(wú)量綱；s 燃?xì)獾南鄬?duì)密度，無(wú)綱量。2.4.2計(jì)算引射器形式本設(shè)計(jì)采用 型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量損失系數(shù)K=3。2.4.3計(jì)算燃?xì)饬髁?（2-14）式中 Lg燃?xì)獾牧髁?Nm3 /h)；Q設(shè)計(jì)熱負(fù)荷(Kw)；Hl混合氣體的低熱值(kJ / Nm3 )。2.4.4計(jì)算噴嘴直徑 （2-15）式中 d 噴嘴直徑(mm)；Lg燃?xì)獾牧髁?Nm3 /h)；s 燃?xì)獾南鄬?duì)密度，無(wú)綱量。H 燃?xì)獾念~定工作壓力(Pa )。2.4.5計(jì)算噴嘴截面積 （2-16）式中 Fj噴嘴截面積(mm2 )d 噴嘴直徑(mm)；2.4.6計(jì)算最佳燃燒器參數(shù) （2-17）式中 Flop燃燒器參數(shù)，無(wú)量綱；K 引射器能量損失系數(shù)，無(wú)量綱；K1 頭部能量損失系數(shù)，無(wú)量綱。2.4.7計(jì)算A值 （2-18）式中 A 設(shè)定量，K 引射器能量損失系數(shù)，無(wú)量綱；u 引射系數(shù)，無(wú)量綱；s 燃?xì)獾南鄬?duì)密度，無(wú)綱量；Fp火孔總面積(mm2 )；Flop燃燒器參數(shù)，無(wú)量綱。2.4.8計(jì)算X值 （2-19）式中 X設(shè)定量；A設(shè)定量。2.4.9計(jì)算引射器喉部面積 （2-20）式中 Ft引射器喉部面積(mm2 )；X設(shè)定量；Flop燃燒器參數(shù)，無(wú)量綱；Fp火孔總面積 (mm2 )。2.4.10計(jì)算引射器喉部直徑 （2-21）式中 d 引射器喉部直徑(mm)；Ft引射器喉部面積(mm2 )； 圓周率，取3.1415 。2.4.11引射器其他尺寸計(jì)算方式如圖2.5火焰高度計(jì)算2.5.1火焰內(nèi)錐高度 （2-22）式中 hic火焰內(nèi)錐高度(mm)；K 與燃?xì)庑再|(zhì)及一次空氣系數(shù)有關(guān)的系數(shù)；fp單個(gè)火孔的面積(mm2 )；qp火孔熱強(qiáng)度(Kw /mm2 )，已知2.5.2火焰外錐高度 （2-23）式中 hout火焰外錐高度(mm)；n 火孔排數(shù)；n1表示燃?xì)庑再|(zhì)對(duì)外錐高度影響的系數(shù)；fp單個(gè)火孔的面積(mm2 )；qp火孔熱強(qiáng)度(Kw /mm2 )，已知。dp單個(gè)火孔的直徑，已知。2.6火孔排列2.6.1確定火孔個(gè)數(shù)根據(jù)計(jì)算出的火孔總個(gè)數(shù)，確定每排火孔的個(gè)數(shù)，合理分配布置。2.6.2火孔分布直徑的計(jì)算 （2-24）式中 Di第i 排火孔的分布直徑（mm）；ni 第i 排火孔的個(gè)數(shù)； 圓周率，本設(shè)計(jì)取3.14。3設(shè)計(jì)方案計(jì)算3.1已知計(jì)算參數(shù)已知燃燒器的熱負(fù)荷為Q=4Kw，氣源為天然氣H1=31460KJ/m3，=0.586kg/m3。一次空氣系數(shù)=0.6，過(guò)剩空氣系數(shù)=1.8，二次空氣流速取0.5m/s，火孔出口溫度為100，火孔內(nèi)平均溫度為330K，火孔出口溫度為373K，火孔熱強(qiáng)度qp=8W/mm2。3.2詳細(xì)計(jì)算步驟3.2.1頭部計(jì)算（1）計(jì)算火孔總面積Fp取火孔熱強(qiáng)度qp=8W/mm2 則火孔的總面積=mm2=500mm2（2）確定火孔尺寸及數(shù)目n，選擇圓火孔直徑dp=3.0mm，所以火孔數(shù)目=71個(gè)，采用凸緣鑄鐵頭部，孔深為2倍的火孔直徑為6.0mm?；鹂组g距離為直徑的2倍為6mm。（3）火孔排列，火孔布置兩排，內(nèi)圈占30%，外圈占70%。（4）燃燒器頭部截面積，進(jìn)入頭部的氣流分為兩路，每一路流通截面積所涉及的火孔面積為總面積的1/2。根據(jù)Fh = 2 F p，燃燒器頭部流通截面積至少為其后火孔總面積的2倍，所以頭部截面積為mm2=500mm2（5）計(jì)算理論空氣量0.5 H 2 + 0.5CO + ( m +4/n )Cm H n + 1.5H 2 S O2 =8.81m3/m3（6）二次空氣面積按計(jì)算內(nèi)排孔所需二次空氣口面積。內(nèi)排孔的熱負(fù)荷約為總熱負(fù)荷的30%，為430%=1.2Kw，過(guò)?？諝庀禂?shù)取1.8，二次空氣流速為0.5m/s，則內(nèi)排孔所需二次空氣口面積=807mm2（7）計(jì)算頭部能量損失系數(shù)K1選取火孔流量系數(shù)p=0.8，火孔阻力系數(shù)=0.56，混合氣體在火孔出口的溫度Tp=373K。3.2.2引射器計(jì)算（1）一次空氣系數(shù)，按式計(jì)算引射器系數(shù)，=9.02（2）選取引射器形式，本設(shè)計(jì)采用 型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量損失系數(shù)K=3。（3）計(jì)算噴嘴直徑 燃?xì)饬髁繛?=1.65mm 相應(yīng)噴嘴截面積：2.14mm2（4）計(jì)算最佳燃燒器參數(shù)=（5）計(jì)算A值 A1，說(shuō)明燃?xì)鈮毫τ懈挥?，?jì)算工況為非最佳工況（6）計(jì)算X值 =（7）計(jì)算引射器喉部面積=0.411.16500=237.8mm2=mm取喉部直徑dt=17mm（8）引射器其他尺寸圖如圖3-13.2.3火焰高度計(jì)算及加熱對(duì)象的設(shè)置高度（1）火焰內(nèi)錐高度 =0.6，可查得天然氣K=0.15，按式（2-22）計(jì)算=0.860.157.078103=7.30mm（2）火焰外錐高度 取火孔6mm，查得s=1