Практичне заняття №4

Тема: ″ Розрахунок конструктивних параметрів газових горілок ″

Мета заняття: Вивчити конструктивні відмінності газових горілок навчитись розраховувати конструктивні параметри відповідно до області їх застосування.

Термін проведення занять – 2 години.

Хід виконання

Основні положення.

Одним із основних параметрів надійної роботи горілки є швидкість виходу газоповітряної суміші із отворів головки W₀. Величина зони стійкого горіння в основному залежить від складу газу, коефіцієнту первинного повітря  і діаметру вихідних отворів d_0. Зі зменшенням W₀ та збільшенням  та d₀ можливість "прос кока" збільшується. Якісною вважається така газоповітряна суміш у якої збалансована кількість газу та кількість повітря для повного її згоряння, відхилення одного із показників приводить до неповного використання теплотворної здібності продуктів.

4 .1 Необхідну кількість повітря В₀^П, м³/г розраховуємо з виразу 4.1 відповідно до рис.4.1:

Рисунок 4.1 – Ескіз газової горілки.

В₀^П=L_0ГВ_ККГ , (4.1)

де L_0Г - обєм повітря для горіння газу, м³/м³, (L_0Г=3,66 м³/м³) [3];

В_ККГ – втрати палива м³/с, (В_ККГ=5,83м³/с).

В₀^П=3,665,83=21,34.

4.2 Визначимо витрати повітря і газу при температурі t₂=20C B_t2^П, B_t2^Г, м³/год:

B_t2^П=В₀^П(273+t₂) / 273, (4.2)

B_t2^Г=В_ККГ(273+t₂) / 273, (4.3)

B_t2^П=21,34293 / 273=22,9 ;

B_t2^Г=5,83293 / 273=6,26 .

4.3 Питому вагу повітря ₀^П, Н/м³ при нормальних умовах розрахуємо відповідно до виразу:

₀^П=₀^Пg, (4.4)

де ₀^П – густина повітря при нормальних умовах, кг/м³, ₀^П=1290г/м³ [4] ;

g – прискорення, м/с.

₀^П=1,2909,81=12,65.

4.4 Питому вагу газу при нормальних умовах ₀^Г, Н/м³ розрахуємо відповідно до виразу [3]:

₀^г=А_В₀^П, (4.5)

де А_В – питома вага газу відносно повітря, (А_В=0,69) [3].

₀^г=0,6912,65=8,73.

4.5 Розрахуємо питому вагу повітря V_t^П, Н/м³ та газу V_t^Г, Н/м³ при t₂=20C:

_t^П=₀^П273/Т₂, (4.6)

_t^Г=₀^Г273/Т₂, (4.7)

де Т₂ – температура в кельвінах, при t₂=20C, (T₂=t₂+273).

_t^П=12,65273/273+20=11,79.

_t^Г=8,73273/273+20=8,13.

4.6 Визначаємо обємний коефіцієнт ежекції:

US=B_t2^П/ B_t2^Г, (4.8)

де S – відносна густина газоповітряної суміші;

S=_Г/_П (4.9)

де _Г – густина газу,кг/м³, (по завданню).

S=0,712/1,294=0,55;

0,55U=22,9/6,26=3,65

U=6,65.

4.7 Сумарні обємні витрати суміші В_ГС, м³/год. знаходимо з виразу:

В_ГС= B_t2^П+ B_t2^Г (4.10)

В_ГС=22,9+6,26=29,2.

(29,2м³/год = 0,008м³/с).

4.8 Розрахуємо максимальну швидкість руху газу V_max,м/с:

V_max=mV_min. (4.11)

де m – коефіцієнт регулювання потоку газу (m=2) [6];

V_min – мінімальна швидкість руху газу в змішувачі, м/с; (по завданню V_min = 5 м/с) [6].

V_max=25=10.

9. Діаметр носика горілки, d_НГ, м:

d_НГ= (4.12)

d_НГ= =0,0161.

4.10 Питома вага суміші _СМ, Н/м³:

_СМ=(_t^пВ_t2^п+_t^гВ_t2^г)/В_ГС (4.13)

_СМ=(11,7922,9+8,136,26)/29,2=10,99.

4.11 Знайдемо коефіцієнт гідравлічного опору системи горілок, :

=₀v_max²S/2 (4.14)

де ₀ – початковий коефіцієнт гідравлічного опору [7]:

₀=((t₂+273)/273) – 1 (4.15)

₀=(293/273)-1=0.073.

=(0,07310²0,55)/2=2,01.

4.12 Розрахуємо діаметр газового сопла, d_ГС, м:

d_ГС= d_НГ/ (4.16)

d_ГС= 0,0161/ =0,011.

4.13 Діаметр змішувача d_ЗМ, м розрахуємо з виразу:

d_ЗМ= d_ГС (4.17)

d_ЗМ= 0,011 =0,099.

4.14 Мінімальний швидкісний напір суміші в носику горілки , _. h_нг^min, м:

h_нг ^min = v²_min/2g (4.18)

h_нг ^min =5²10,99/29,81=14.02.

4.15 Мінімальний тиск газу перед горілкою, Р_min, Па:

Р_min.= h_нг^min (4.19)

Р_min.= 14,022,01=28,17 мм.вод.ст.=281,7 Па.

Висновок по заняттю.

Таблиця 4.1 – Дані до розрахунку практичного заняття

Номер	Об’єм повітря для горіння газу	Витрати палива	Мінімальна швидкість руху газу в змішувачі
	Lог, м3/м3	ВККГ, м3/год.)	Vmin,, м/с
1	2,55	7,3	2,5
2	3,22	9,3	3,5
3	7,62	18,5	4,5
4	8,33	20,6	5,5
5	1,25	2,9	6,5
6	6,2	16,7	7,5
7	4,1	10,2	8,5
8	3,8	9,0	9,5
9	4,4	11,5	10,5
10	3,29	8,32	2,2
11	5,2	14,6	3,2
12	5,9	17,7	4,2
13	7,1	9,1	5,2
14	7,52	9,2	6,2
15	8,12	14,6	7,2
16	1,23	2,6	8,2
17	1,96	8,5	9,2
18	2,85	2,99	10,2
19	3,68	4,55	9,6
20	3,96	8,36	8,6
21	4,32	12,9	7,6
22	4,39	10,98	6,6
23	5,31	18,3	5,6
24	5,38	13,8	4,6
25	6,54	15,6	3,6
26	5,64	12,8	2,6
27	4,65	12,0	3,0
28	2,99	5,99	4,0
29	9,22	12,2	5,0
30	8,33	9,1	6,0