大气式燃烧器版.docx
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大气式燃烧器版
大气式燃烧器（2021版）
Safetymanagementisanimportantpartofproductionmanagement.Safetyandproductionareintheimplementationprocess
（安全管理）
单位：
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大气式燃烧器（2021版）
备注说明：
安全管理是生产管理的重要组成部分，安全与生产在实施过程，两者存在着密切的联系，存在着进行共同管理的基础。
按照部分预混燃烧原理（02000Pa）及低压（<2000Pa）两种。
在设计计算中，前者需要考虑气体的可压缩性；后者则不必。
按被引射气体的吸入速度，引射器又可分为常压吸气和负压吸气两种。
如果引射器的吸气收缩管做得足够大，并逐渐过渡到圆柱形混合管，这时被引入的空气在收缩管内的流速很小，可以忽略，这样的引射器称为常压吸气引射器，也称为第二类引射器，低压大气式燃烧器的引射器多为此种；反之，如果吸气收缩管做得较小，被吸入空气流速较大，气流在管内发生强烈扰动，这时空气流速便不可忽略，这样的引射器则称为负压吸气引射器，也叫第一类引射器。
比较而言，在第一类引射器中，燃气和空气的速度差较小，能量损失也较小，引射效率较高。
高、中压大气式燃烧器的引射器多为负压吸气式引射器。
以下主要讨论常压吸气低压引射器的设计计算。
表3-6-7大气式燃烧器常用设计参数
燃气种类
炼焦煤气
天然气
液化石油气
火孔尺寸/mm
圆孔dp
2.5～3.0
2.9～3.2
2.9～3.2
方孔
2.0～1.2
1.5～5.0
2.0～3.0
2.4～1.6
2.0～3.0
2.4～1.6
火孔中心距s/mm
（2～3）dp
火孔深度h/mm
（2～3）dp
额定火孔热或度qp
/MW·mm-2
11.6～19.8
5.8～8.7
7.0～9.3
额定火孔出口流速vp/m·s-1
2.0～3.5
1.0～1.3
1.2～1.5
一次空气系数α
0.55～0.60
0.60～0.65
0.60～0.65
喉部直径与喷嘴直径比dt
/d
5～6
9～10
15～16
火孔面积与喷嘴面积比Fp
/Fj
44～50
240～320
500～600
图3-6-20常压吸气低压引射器的工作原理
1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-喉部；4-混合管；5-扩压管
计算以动量定理、连续性方程及能量守恒定律为基础，按图3—6—20所示工作原理，可推导出它的特性方程如下：
式中h——引射器出口的静压力，Pa；
H——喷嘴前燃气压力，Pa；
μ——喷嘴流量系数；
F——无因次面积，为喉部和喷嘴出口的面积比，即
，它是引射器计算的基本参数；
u——质量引射系数，
为燃气与引射空气的质量流量之比；
uρr——容积引射系数，ρr为燃气相对密度，
K——能量损失系数，可表示为：
这里，ψ1
是混合管末端的速度场不均匀系数，它与气流的稳定程度和流动状态有关，取决于速度场的分布状况，当混合管长度为5～6倍喉部直径时，ψ1
=1．02～1．04，混合管较短，ψ1
较大；ζmix
是混合管摩擦阻力系数，ζmix
=Lmin
/dt
，与混合管的气体流动状态、加工质量和长度有关，通常取ζmin
=0.06～0.12；ζd为扩压管局部阻力系数，相应于扩压管进口流速；n表示扩压管的扩张度n=Fd
/Ft
。
由上述分析可知，引射器形状、尺寸及阻力特性不同时，能量损失系数尺值也不相同。
引射器的形状及尺寸往往要根据实验资料确定。
图3—6—21给出了三种引射器的形状及尺寸比例。
其中l型为较佳，能量损失系数K值较小，但引射器较长；2型和3型长度较短，但阻力较大，能量损失系数较高。
当喷嘴前燃气压力较高，允许有较大的能量损失时，可采用后两种形式。
设计引射式大气燃烧器时，会遇到两种情况：
一种是，计算燃烧器的几何尺寸和确定所需的燃气压力。
其计算步骤是：
（1）进行头部计算，确定α′、u、dP
、FP
、K1
值；
（2）计算F10P
（最佳燃烧器参数）、Ft
、确定引射器各部分尺寸；（3）计算喷嘴尺寸及所需燃气压力。
另一种是在给定燃气压力下，确定燃烧器几何尺寸。
其计算步骤如下：
（1）头部计算；
（2）计算喷嘴尺寸；（3）计算F1op
，燃烧器参数A、X、Ft
、计算Ft
及引射器各部尺寸。
[例3—6—1]设计一双灶跟用燃烧器。
已知：
燃烧器热负荷Q=2．8kW，燃烧以焦炉煤气为主的城市燃气，其热值开H1
=13423KJ/m3
密度ρg
=0.71kg／m3
，相对密度ρr
=0．55，理论空气需要量Vo
=3．15m3
／m3
，燃气压力H=800Pa。
解：
（一）头部计算
1.计算火孔总面积Fp
按表3—6—7选取火孔直径dp
=2．8mm，一次空气系数α′=0．6，相应火孔热强度
qp
=11．6×10-3
kW／mm2
，
2．计算火孔数目n
dp
=2．8mm时，一个火孔的面积fP
=6．15mm2
3．火孔排列
火扎布置成两圈，内圈孔数n1
=9孔，外圈孔数n2
=30孔。
内圈火孔和外圈火孔轴线与燃烧器平面夹角为60°，火孔间距为：
s=2．5dP
=2．5×2．8=7．Omm
4．计算火孔深度h
取火孔深2．3dp
，则h=2．3×2．8=6．4mm
5．确定头部尺寸
取头部截面积为火孔总面积的两倍。
则头部截面积Fh
=2×Fp
/2=Fp
\241mm2
相应的头部气流分配道直径Dh
=18mm
图3-6-21三种引射器
6．计算头部能量损失系数K1
先取火孔流量系数μp
=0.8，则火孔阻力系数
，混合气在火孔出口的温度为t=100℃
则
（二）引射器计算
1．计算引射系数
2.选取引射箭型式
选取1型引射器，如图3—6—2l，其能量损失系数K=1．5。
3．计算喷嘴直径d
燃气流量为；
4．计算最佳燃烧器参数F1op
5．计算参数A、X
6．计算引射器喉部面积和直径
计算参数F1
=X·Flop
=0．31×0.81=0．25
喉部面积Ft
=F1
·Fp
=0．25×241=60．25mm2
相应喉部直径dt
=8．76mm，取为9mm。
7．按1型引射器，可确定其它部位尺寸，如图3—6—22所示。
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