第七章大气式燃烧器ppt课件.ppt

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1、第七章大气式燃烧器•大气式燃烧器的定义•大气式燃烧器的构造和工作原理•大气式燃烧器的特点及应用范围•大气式燃烧器的设计计算大气式燃烧器的定义按照部分预混燃烧方法设计的燃烧器称为大气式燃烧器，其一次空气系数0<а′<1。实际应用中，大气式燃烧器的一次空气系数а′通常为0.45∽0.75，过剩空气系数а通常在1.3∽1.8范围内变化。大气式燃烧器的构造及工作原理大气式燃烧器通常由引射器及头部两部分组成1—调风板；2—一次空气口；3—引射器喉部；4—喷嘴；5—火孔引射器1.引射器的结构图7-2所示为引射器，燃气在一定压力下，以一定流速从喷嘴流出，进入吸气收缩管，燃气靠本身的能量吸入一次

2、空气。在引射器的混合管内燃气和一次空气混合，然后，经头部火孔流出进行燃烧。2.引射器的作用•以高能量的气体引射低能量的气体，并使两者混合均匀；·在引射器末端形成所需的剩余压力，用来克服气流在燃烧器头部的阻力损失，使燃气-空气混合物在火孔出口获得必要的速度；·输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热负荷。3.引射器的工作原理常压吸气低压引射器的工作原理如图7-21所示。图7-21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—扩压管图7-23常用的三种常压引射器4.引射器的形式常用的三种引射器的形状及尺寸比例如图7-23所示。其中1型引射器为最佳，能量

3、损失系数K值最小，但引射器最长。2型和3型引射器阻力较大，但长度较短。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。图7-23常用的三种常压引射器5.常压吸气低压引射器的基本方程引射器计算的基础是动量定理、连续性方程及能量守恒定律。a.喷嘴方程式（7-27）式中H—喷嘴前燃气压力，Pa；μ—喷嘴流量系数；v1—喷嘴出口的燃气速度，m/s；pg—燃气密度，kg/m3。b.引射器特性方程式式（7-30）式中h—引射器出口的静压力，Pa；F—无因次面积，为喉部面积Ft和喷嘴出口面积Fj的比，即F=Ft/Fj，它是引射器计算的基本参数；μ—质量引射系数，μ=ma/mg为

4、燃气与引射空气的质量流量之比；μs—容积引射系数，s为燃气相对密度；K—能量损失系数。c.引射器最佳工况所对应的最佳无因次面积式（7-32）最大无因次压力式（7-33）燃烧器的头部1.燃烧器头部的形式燃烧器头部的作用是将燃气一空气混合物均匀地分布到各火孔上，并进行稳定和完全燃烧。为此要求头部各点混合气体的压力相等，要求二次空气能均匀地畅通到每个火孔上。如图7-10所示为铸铁锅炉上使用的典型大气式燃烧器。2.燃烧器头部的基本方程混合物从头部逸出时的能量损失由流动阻力损失、气流通过火孔被加热而产生气流加速的能量损失及火孔出口动压头损失三部分组成。头部必须具有的静压力可以表示为:式（7

5、-9）式中h—头部必须具有的静压力（引射器出口的静压力），Pa；△P1—流动阻力损失，Pa；△P2—因气体膨胀而产生气流加速的能量损失，Pa；△P3—火孔出口动压力损失，Pa；K1—燃烧器头部的能量损失系数；vp—火孔出口气流速度（Nm/s）；ρ0mix—燃气—空气混合物的密度（kg/Nm3）式（7-10）ξP—火孔阻力系数；t—混合气体通过火孔被加热的温度，大多数情况下t=50∽100℃。式（7-6）μp—火孔流量系数，与火孔的结构特性有关。µ—质量引射系数；s—燃气的相对密度。低压引射大气式燃烧器的基本方程由喷嘴方程及头部特性方程可得低压引射式大气燃烧器特性方程：式（7-37

6、）式中F1—燃烧器参数；h—引射器出口的静压力，Pa；F—无因次面积，为喉部面积Ft和喷嘴出口面积Fj的比；μ—质量引射系数；μs—容积引射系数，s为燃气相对密度；K—能量损失系数。式（7-39）从式（7-3９）可以看出燃烧器的引射能力只与燃烧器的结构有关，而与燃烧器的工作状态无关，即引射系数不随燃烧器热负荷的变化而变化。这一特性称为引射式燃烧器的自动调节特性。燃烧器的最佳工况（F1=Flop）相应于引射器的最佳工况（F=Fop）。最佳燃烧器参数：式（7-40）令可得如果A=1，则X=1，即F1=Flop，表明燃烧器计算工况与最佳工况一致。如果A›1，则X无实数解，表明燃烧器不能

7、保证所要求的引射能力。如果A‹1，则表明燃烧器有多余的燃气压力。为了缩小燃烧器尺寸，可以非最佳工况作为计算工况或采用长度较短的引射器。大气式燃烧器的特点及应用范围优点：a．比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高；b.燃烧各种性质的燃气，燃烧比较完全，燃烧效率比较高；c.可燃用低压燃气；d.适用性强。缺点：火孔热强度、燃烧温度满足不了某些工艺的要求；b.当热负荷较大时，多火孔燃烧器的机构比较笨重。应用范围：多火孔大气式燃烧器应用非常广泛，在家庭及公用事业中的燃气用具，如家