燃油暖风机热力计算与热力性能影响因素分析

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1、燃油暖风机热力计算与热力性能影响因素分析摘要　　介绍了所研制开发的燃油暖风机样机的结构及工作原理，建立了本样机热力系统的传热网络图，叙述了热力系统传热计算方法，利用自行编制的传热计算软件的计算结果，对影响燃油暖风机热力性能的各因素进行了较详细的机理分析，获得了各因素对本机组热力性能的影响规律，为本机组今后的结构优化、环境适应性能提高及经济合理运行提供设计、运行参考。　　关键词　　燃油暖风机换热网络热力性能影响因素机理分析　　本文所讨论的燃油暖风机样机，是一种自行研制开发的用于部队野营帐篷冬季供暖的取暖

2、装置。由于部队使用的一些特点，要求该装置有较好的机动性、野外环境的适应性等，因而有必要了解样机的热力性能状况，尤其应掌握各因素对机组性能的影响规律，为改进样机，减小体积及重量，提高环境的适应能力及经济合理运行等，提供设计及运行参考。　　一、燃油暖风机结构　　　　该燃油暖风机样机本体结构见图1所示。它主要由四部分组成：供油燃烧系统；送风换热系统；控制系统；壳体及附件。供油燃烧系统用于供油、燃烧及产生热量；送风换热系统用于将冷空气变热，并将热风送入帐篷；控制系统用于控制、保护机器的正常运行；壳体及附件用于

3、保温、防护及支撑等。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1燃油暖风机结构示意图　　二、燃油暖风机热力系统计算　　　　1、暖风机换热系统的结果如图2所示。对于受热的空气侧，送风机出口的冷空气分三路并联进入三个换热通道（环形通道、换热管、外壳空间）被加热，加热后各通道出口的热空气先混合再由本体左上侧出风口进入送风管；对于放热的烟气侧，炉膛中的高温烟气放热后，再由本体左下侧的两根排烟短管进入换热管外的换热管空间进行散热，最后流经烟囱排入大气。　　　　　　　　　　　　

4、　　　　　　　　　　　　　　图2暖风机换热系统的结构示意图　　　　2、系统传热网络图　　　　空气侧与烟气侧的传热原理，可以用如图3所示的系统传热网络图加以说明。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3　系统传热网络图　　　　图中各符号中，T表示绝对温度，Q表示换热量，其各下脚标意义如下分析所指。　　由系统换热网络图可见，炉膛内火焰（Thy）通过辐射换热（Qfl）和对流换热（Qdl）将热量传给炉膛壁面（T3/h，B=4.4kg/h，a=1.3。计算结果见表1。　　　　　　　　　　

5、　　　　　　　　　　冷空气温度tlk对机组性能的影响　　表1冷空气温度tlk/℃理论燃烧温度t11/℃炉膛出口温度t1/℃炉膛总换热量Q1/Pa，tlk=0℃，B=4.4kg/h，a=1.3。计算结果见表2。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　送风量Vk对机组性能的影响　表2比摩阻比摩阻炉膛温度t3/h，B=4.4kg/h，tlk=0℃。计算结果见表3。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　过剩空气系数a对机组性能的影响　　表3过剩空气系数a理论燃烧温度tlk/℃排烟温度tpy/℃炉膛总换热量

6、Q1/Pa；Vk=2600m3/h，a=1.3，tlk=0℃。计算结果见表4。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　燃油量B对机组性能的影响　表4燃油量B/kg/h炉膛出口温度t1/℃炉膛总换热量Q1/W机组总供热量QZ/W机组热效率η4.41012233144571887.24.2997227184354597.04.0981220974169086.4　　燃油量的多少间接反映了炉内体积发热强度的大小或炉膛容积的相对大小。　　由表4可见，随B的下降，机组供热量QZ明显下降，机组热效率η略有下降。

7、　　燃油量的多少并不影响理论燃烧温度的高度，但燃料化学总量降低会使炉内火焰平均温度下降，进而使炉内换热量和炉膛出口烟温均下降。与此同时，燃油量的降低使烟气总量减少，烟侧对流换热系数降低，使供热量下降。　　由此可见，在保证燃料完全燃烧的前提下，过大的炉膛体积对机组的热力性能不利。实际设计和运行时，炉膛体积或燃油量主要从保证燃料完全燃烧来确定。　5、大气压力P对机组性能的影响　　计算条件：空气质量流量Vk=3362kg/h，B=4.4kg/h，a=1.5，tlk=0℃。计算结果见表5。　　　　　　　　　　

8、　　　　　　　　　　　大气压力P对机组性能的影响　　　　表5大气压力P/MPa送风量Vk/m3/h炉膛系统黑度axt炉膛出口温度t1/℃炉膛总换热量Q1/W机组总供热量QZ/W机组热效率η0.1026340.1191017174134229188.70.0929270.1121028170594224788.60.0832930.1051041166254230788.80.0737640.0971044165264234388.80.0643910.0