燃气燃烧与应用课程设计

1、1 1 1 1 设计概述设计概述2 2 2 2 设计依据设计依据2.12.12.12.1 原始数据原始数据（1）天然气的额定工作压力为 2000pa，液化石油气 2800pa；（2）一次空气系数保持 0.6；（3）燃气温度 20；表 1 燃气成分燃气种类2h4ch2n83hc104hc13t9010表 2 燃烧器设计参数序号题目燃气种类设计热负荷（kw）54中餐炒菜灶13t322.22.2 燃气基本参数的计算燃气基本参数的计算2.2.12.2.1 低热值的计算低热值的计算根据混合法则按下式进行计算：nnrhrhrhh+ +=2211（2-1）式中h燃气（混合气体）的低热值（3/nmkj） ；n

2、hhh ,21燃气中各可燃组分的低热值（3/nmkj） ，查表可得；nrrr ,21燃气中各可燃组分的容积分数， （原始数据） ；2.2.22.2.2 燃气密度的计算燃气密度的计算根据混合法则按下式进行计算：nngrrr+ +=2211（2-2）式中g燃气（混合气体）的密度)/(3nmkg；321,燃气中各组分的密度)/(3nmkg，查表可得；nrrr ,21燃气中各可燃组分的容积分数， （原始数据） ；2.2.32.2.3 燃气相对密度的计算燃气相对密度的计算2909. 1gs=（2-3）式中s燃气的相对密度，无纲量；g燃气（混合气体）的密度)/(3nmkg。2.2.42.2.4 理论空气需

3、要量的计算理论空气需要量的计算当燃气组分已知，可按下式计算燃气燃烧所需理论空气量：5 . 1)4(5 . 05 . 02112220oshhcnmcohvnm+=(2-4)式中0v理论空气需要量)/(33干燃气干空气nmnm；shhccohnm22,燃气中各种可燃组分的容积分数；2o燃气中氧的容积成分；2.32.3 头部计算头部计算2.3.12.3.1 计算火孔面积计算火孔面积ppqqf=（2-5）式中pf火孔总面积)(2mm；q设计热负荷)(kw；pq额定火孔强度2/mmkw，本设计取23/105 . 7mmkw。2.3.22.3.2 计算火孔数目计算火孔数目24ppdfn=（2-6）式中n

4、火孔数目（个） ；pf火孔总面积)(2mm；pd单个火孔的直径，本设计取mm0 . 3；圆周率，取 3.1415 。2.3.32.3.3 计算火孔间距计算火孔间距pds5 . 2=（2-7）式中s火孔间距)(mm；pd单个火孔的直径，本设计取mm0 . 3。2.3.42.3.4 计算火孔深度计算火孔深度pdh3 . 2=（2-8）式中h火孔深度)(mm；pd单个火孔的直径，本设计取mm0 . 3。2.3.52.3.5 计算头部截面计算头部截面phff2=（2-9）式中hf头部截面积)(2mm；pf火孔总面积)(2mm。2.3.62.3.6 计算头部截面直径计算头部截面直径phfd4=（2-10

5、）式中hd头部截面直径)(mm；pf火孔总面积)(2mm。2.3.72.3.7 计算火孔阻力系数计算火孔阻力系数221ppp=（2-11）式中p火孔阻力系数；p火孔流量系数，本设计取 0.8 。2.3.82.3.8 就算头部能量损失系数就算头部能量损失系数127327321+=tkp（2-12）式中1k头部能量损失系数，无量纲；p火孔阻力系数；t混合气体在火孔出口的温度，本设计取 100 。2.42.4 引射器计算引射器计算2.4.12.4.1 计算引射系数计算引射系数svu0=（2-13）式中u引射系数，无量纲；一次空气系数，无量纲；s燃气的相对密度，无纲量。2.4.22.4.2 选取引射器

6、形式选取引射器形式本设计采用 1 型引射器，其能量损失系数 k=1.5 。2.4.32.4.3 计算燃气流量计算燃气流量lghql3600=（2-14）式中gl燃气的流量)/(3hnm；q设计热负荷)(kw；lh混合气体的低热值)/(3nmkj。2.4.42.4.4 计算喷嘴直径计算喷嘴直径40035. 0hsldg=（2-15）式中d喷嘴直径)(mm；gl燃气的流量)/(3hnm；s燃气的相对密度，无纲量。h燃气的额定工作压力)(pa。2.4.52.4.5 计算喷嘴截面积计算喷嘴截面积24dfj=（2-16）式中jf喷嘴截面积)(2mmd喷嘴直径)(mm；2.4.62.4.6 计算最佳燃烧器

7、参数计算最佳燃烧器参数1kkflop=（2-17）式中lopf燃烧器参数，无量纲；k引射器能量损失系数，无量纲；1k头部能量损失系数，无量纲。2.4.72.4.7 计算计算 a a 值值loppffusuka)1)(1 (+=（2-18）式中a设定量，k引射器能量损失系数，无量纲；u引射系数，无量纲；s燃气的相对密度，无纲量；pf火孔总面积)(2mm；lopf燃烧器参数，无量纲。2.4.82.4.8 计算计算 x x 值值aax211=（2-19）式中x设定量；a设定量。2.4.92.4.9 计算引射器喉部面积计算引射器喉部面积ploptfxff=（2-20）式中tf引射器喉部面积)(2mm；

8、x设定量；lopf燃烧器参数，无量纲；pf火孔总面积)(2mm。2.4.102.4.10 计算引射器喉部直径计算引射器喉部直径ttfd4=（2-21）式中td引射器喉部直径)(mm；tf引射器喉部面积)(2mm；圆周率，取 3.1415 。2.4.112.4.11 引射器其他尺寸计算方式如图引射器其他尺寸计算方式如图2.52.5 火焰高度计算火焰高度计算2.5.12.5.1 火焰内锥高度火焰内锥高度31086. 0=ppicqkfh（2-22）式中ich火焰内锥高度)(mm；k与燃气性质及一次空气系数有关的系数， 本设计取 0.15；pf单个火孔的面积)(2mm；pq火孔热强度)/(2mmkw

9、，已知。2.5.22.5.2 火焰外锥高度火焰外锥高度311086. 0=pppocdqsfnnh（2-23）式中och火焰外锥高度)(mm；n火孔排数；1n表示燃气性质对外锥高度影响的系数，本设计取 1.0；pf单个火孔的面积)(2mm；pq火孔热强度)/(2mmkw，已知。pd单个火孔的直径，已知。2.62.6 火孔排列火孔排列2.6.12.6.1 确定火孔个数确定火孔个数根据计算出的火孔总个数，确定每排火孔的个数，合理分配布置。2.6.22.6.2 火孔分布直径的计算火孔分布直径的计算iind5 . 7=（2-24）式中id第i排火孔的分布直径（mm） ；in 第i排火孔的个数；圆周率，

10、本设计取 3.1415 。3 3 设计方案计算设计方案计算（1）低热值的计算根据混合法则按下式进行计算：32211/3348.496821 . 0097.4420454249 . 0043.16802932nmkjrhrhrhhnn=+=+ +=（2）燃气密度的计算根据混合法则按下式进行计算：32211/84668. 01 . 00102. 29 . 07174. 0nmkgrrrnng=+=+ +=（3）燃气相对密度的计算65588. 02909. 184668. 02909. 1=gs（4）理论空气需要量的计算332220/9524.101059022115 . 1)4(5 . 05 .

11、0211nmnmoshhcnmcohvnm=+=+=（5）计算火孔面积2367.4266105 . 732mmqqfpp=（6）计算火孔数目60431415. 367.42664422=ppdfn（个）（7）计算火孔间距mmdsp5 . 735 . 25 . 2=（8）计算火孔深度mmdhp5 . 735 . 25 . 2=（9）计算头部截面272mm04.50922=phff内2224mm68.158322=phff中2308mm56.217722=phff外（10）计算头部截面直径mmfdh46.251415. 304.50944=内内mmfdh92.441415. 368.158344=

12、中中mmfdh67.521415. 356.217744=外外（11）计算火孔阻力系数56. 08 . 08 . 0112222=ppp（12）就算头部能量损失系数3 . 21273100273256. 0127327321=+=+=tkp（13）计算引射系数01925352.1065588. 095238.106 . 00=svu（14）选取引射器形式本设计采用 1 型引射器，其能量损失系数 k=1.5 。（15）计算燃气流量hnmhqllg/3187. 22348.4968232360036003=（16）计算喷嘴直径mmhsldg8725. 3200065588. 08 . 00035.

13、 03187. 20035. 044=（17）计算喷嘴截面积2220414. 38725. 344mmdfj=（18）计算最佳燃烧器参数81. 03 . 25 . 11=kkflop（19）计算 a 值11013. 081. 067.42660414. 3)0193.1065588. 01)(0193.101 (5 . 1)1)(1 (=+=+=loppjfffusuka1a，说明燃气压力有剩余，故以非最佳工况作为计算工况。（20）计算 x 值0552348. 011013. 011013. 0111122=aax（21）计算引射器喉部面积28915.19067.426681. 00552348. 0mmfxffplopt=（22）计算引射器喉部直径mmfdtt59.151415. 38915.19044=取喉部直径 16mm。（23）引射器其他尺寸如图（24）火焰内锥高度mmqkfhppic84. 610105 . 707. 715. 086. 01086. 0333=（25）火焰外锥高度mmdqsfnnhpppoc89.51103105 . 707. 79854. 01586. 01086. 03331=（26）火孔分布直径从外到内的火孔数分别为：1581=n1502=n1163=n10