Авторские разработки

Инжекциялы жанарғыны есептеу

1.Берілген газдың қысымы оттық камерасының ұзындығын есептеу

2.Газ шығынына байланысты төменгі қысымдағы инжекциялы жанарғыны есептеу

Мақсаты: Инжекциялы жанарғыны есептеуді меңгеру.

Төмен қысымды инжекциялық қыздырғыштарды есептеу

бекітілген кеңістікке ағатын еркін ағынды инъекциялау туралы егжей-тегжейлі теорияда.

Мұндай қыздырғыштарды есептеу қыздырғыштардың мөлшерін анықтауға дейін азаяды.

Үшін бастапқы деректер есептеу болып табылады:

• жағылатын газдың есептелген сағаттық шығыны vг, м3 / сағ, немесе жанарғының номиналды жылу қуаты Qг, МВт;

• жанарғы шүмегі алдындағы Рг номиналды газ қысымы, Па;

• бастапқы ауаның инжекция коэффициенті; α';

• газдың жануының химиялық құрамы мен жылуы; Q_н, кДж/м3 ;

• газ тығыздығы ρ_о, кг/м3 .

Қыздырғыштың жобалық схемасы суретте көрсетілген. 3.1.

Сур. 3.1. Төмен қысымды инжекциялық қыздырғыштың схемасы:

1-саптама; 2 – конфузор; 3 – мойын; 4 – диффузор; 5 – кратер; 6-саптама.

F_с көлденең қимасының ауданы және D_С шүмегінің диаметрі формулалар бойынша анықталады:

3.1

мұндағы Vr-жанарғымен газдың есептік шығыны, м3 / сағ;

P-қыздырғыш алдындағы газ қысымы, Па;

р_о-қалыпты жағдайда газдың тығыздығы, кг/м3;

n с-көпжоспарлы шілтердегі шүмектердің саны;

ф-кесте бойынша қабылданатын шығын коэффициенті. 3.1.

Цилиндрлік шүмектер үшін Шығыс коэффициентінің мәні

Ескерту. Ашу бұрышы в = 50 конустық шүмектер үшін...60°, ф = 0,8...0,9.

Содан кейін саптаманың аузынан мойынға дейінгі қашықтық анықталады.

мұндағы a - реактивті турбулизациялау коэффициенті; ашылу бұрышы бар саптама үшін ■2=27°10 ' a = 0,071;

а' - инжекция коэффициенті (бастапқы ауа ағынының коэффициенті);

Р_о-1 м3 газды жағу үшін теориялық тұрғыдан қажетті ауа мөлшері, м3 / м3.

Мойынның диаметрі формула бойынша анықталады

Егер сіз цилиндрлік саптаманы алсаңыз, онда саптаманың цилиндрлік бөлігінің ұзындығы қабылданған қатынас бойынша болады

Бұл жағдайда мойынның көлденең қимасы мен диаметрі формулалар бойынша анықталады:

Диффузордың шығыс бөлігінің диаметрі-қатынасы бойынша есептеледі, ол әдетте 0,55-ке тең қабылданады:

d_К конфузорының кіру шетінің диаметрі конфузорға кірудегі бастапқы ауаның жылдамдығын қабылдай отырып, оның ауданы f бойынша анықталады

Копфакельді саптаманың диаметрі d_н = d_д диффузордың шығу диаметріне тең қабылданады.

Горелка диаметрін белгілеп немесе горелка кратерінің диаметрі горелкадан шыққан газ ауа қоспасының максималды шекті жылдамдығы анықталып, одан горелкадан жалын үзілуі болмайды(сур.3.2).

Сур.3.2. Горелка кратерынан және горелка саңылауынан табиғи газ үшін газ ауа қоспасының максималды рұқсат етілен жылдамдығы.

Алынған жылдамдық бойынша кратер ауданы немесе горелка саңылауы ,олардың саны п және саңылау тереңдігі анықталынады.

Мұндағы tсм – горелкадан шыға берісіндегі газ ауа қоспасының температурасы, °C.

Саңылаулар арасындағы қадам S және қыздырғыштың ұзындығы lн кесте 3.2бойынша қабылданады.

Бастапқы ауа коэффициентіне және от саңылауларының диаметріне байланысты от саңылауларының қадамы.

Саңылаудың бір қатары кезінде

Екі қатарлы саңылауында

Горелка мойынының ұзындығы

Кесілген конус тәрізді қыздырғыш бөліктерінің ұзындығы анықталады

где dб, d_м - қыздырғыш элементінің үлкен және кіші диаметрлері, мм;

в — диффузор үшін қабылданатын конустың ашылу бұрышы 6-8°, ыңғайсыздық үшін - 20-25°, кратер үшін-30°.

Газды ауамен араластыруды толығымен аяқтау үшін диффузордың ұзындығы кемінде 6 d_г болуы керек.

Қыздырғыштың мөлшерін есептегеннен кейін қыздырғыштағы энергия балансы тексеріледі. Бұл ретте энергияның келуі және оның оттықтағы ауа мен газ-ауа қоспасының жылдамдығын жасауға жұмсалатын шығындары айқындалады және газ-ауа қоспасының оттықтан шығуы үшін жылдамдықты жасауға жеткілікті энергия қалатыны айқындалады.

Энергия көзі-саптамадан шығатын газ ағынының кинетикалық энергиясы:

мұндағы w_с-формула бойынша анықталатын саптамадан шығудағы газдың жылдамдығы

Инжекциялық ауаның жылдамдығын құруға арналған энергия шығындары формула бойынша есептеледі

мұндағы w _г-өрнек бойынша анықталатын мойындағы газ-ауа қоспасының жылдамдығы

W_с-тен w_г-ге дейінгі газ ағынының жылдамдығын өзгертуге арналған энергия шығындары анықталады:

Газ-ауа қоспасының жылдамдығын өзгертуге арналған диффузордағы энергия шығындары өрнек бойынша есептеледі

где п — d_г /d_д = = 0,55 үшін , ПӘК айдауға байланысты қатынастар d_г /d_д: , п = 0,80; при d_г /d_д = 0,65, п = 0,75;

w _д - диффузордың шығу қимасындағы газ-ауа қоспасының мынадай формула бойынша анықталатын жылдамдығы.

1 м³ газға жатқызылған саптамадағы (кратердегі) газ-ауа қоспасы ағынының энергиясы, ол жанарғы саңылауларынан (кратерден) қоспаның шығу жылдамдығын жасау үшін қалады):

Саптамаларға кіре берістегі газ-ауа қоспасы ағынының энергиясы (кратер):

Газ-ауа қоспасының жанарғы саңылауларынан (кратерден) шығуының ықтимал жылдамдығы саптамадағы ағым энергиясы есебінен ондағы энергия шығынының 30% - ын ескере отырып айқындалады:

Мұнда:

Алынған w_CM жылдамдығы кратердің көлденең қимасын есептеу кезінде қабылданған газ-ауа қоспасының шығу жылдамдығынан аз болуы керек немесе оттық тесіктер. Егер ол көп болса, басқа деректерді қабылдап, қайта есептеу керек. Содан кейін қыздырғыштың алауының ұзындығы тексеріледі. Ішкі конустың ұзындығы

алаудың толық ұзындығы (сыртқы конус)

мұндағы q _от-өрнек бойынша анықталатын жанарғы тесіктердің жылу кернеуі

C1 және C2 - кесте бойынша анықталған коэффициенттер. 3.3 және 3.4.

Табиғи газ үшін C1 коэффициентінің мәні

C2 коэффициентінің мәні

Төмен қысымды инжекторлық қыздырғыштардың техникалық сипаттамалары 3.5-кестеде келтірілген.

Кесте 3.5

Төмен қысымды инжекциялық қыздырғыштардың жобалық сипаттамалары

Мысал . Жылыту беті 42,0 м2 болатын КЧ-3 қазандығы үшін төмен қысымды инжекциялық қыздырғышты есептеңіз. Табиғи газ тығыздығы ро = 0,73 кг/м3; Q н = 35600 кДж/м3 пайдаланылады. 1 м3 газды жағуға қажетті ауаның теориялық мөлшері, Vо = 10,0 м3 / м3.

Шешімі. Қазандықтың газ шығынын өрнек бойынша анықтаймыз

мұндағы F_к-қыздыру бетінің ауданы, м2, [3-7], кесте. 1.1;

q_к - қазандықтың қыздыру бетінің 1 м² жылу көтергіші, Вт/м², [3-7], кесте. 1.1.

Біз қазандыққа үш бір қабатты қыздырғышты орнатамыз. Содан кейін бір қыздырғышқа газ шығыны болады

Кесте деректеріне сәйкес. 3.5 қыздырғыштың алдындағы газ қысымын p = 3000 Па және инжекция коэффициенті a' = 0,8 қабылдайды.

Инжектор шүмегінің көлденең қимасының ауданын анықтаңыз (3.1):

Коэффициенті өткенге ф = 0,9-кесте бойынша қабылдаймыз. 2.2 в = 50 кезінде конустық шүмек үшін...60°.

Шүмектің диаметрін оның бір пландық оттыққа арналған ауданы бойынша анықтаймыз (n _с = 1)

Біз саңылаудың аузынан мойынға дейінгі қашықтықты өрнек бойынша табамыз (3.3):

Мойынның ішкі диаметрі (3.4) формула бойынша анықталады):

dг = 6,8 •( 0,071-336 + 0,145 • 9,6) = 171,4 мм.

Мойын ұзындығы (3.15): l_г = 1,5 • 171,4 = 257 мм.

Диффузордың шығыс бөлігінің диаметрі қатынасы бойынша анықталады (3.8):

β = 8° ашу көміріндегі диффузордың ұзындығын L_D 6 d_г жағдайын тексере отырып (3.16) формула бойынша анықтаймыз:

Бастапқы ауаның кіру жылдамдығы кезіндегі конфузордың кіру қимасының ауданын W _в = 1,0 м/с формула бойынша табамыз (3.9):

(3.10) формуласы бойынша конфузордың кіріс қимасының диаметрі):

Ашу бұрышы кезіндегі конфузордың ұзындығы β= 25° (3.16):

Әрі қарай, қыздырғыштағы энергия балансын тексеріңіз. Энергия кірісін формула бойынша табамыз (3.17). Ол үшін саптамадан шығатын газдың жылдамдығын өрнек бойынша анықтаймыз (3.18):

Содан кейін саптамадан шыққан газдың кинетикалық энергиясы

Tв = 25 °c кезінде инъекцияланған ауаның жылдамдығын құруға жұмсалатын энергия шығынын анықтау үшін мойынның көлденең қимасын табамыз

f_г = 0, 785dг² = 0,785 • 0,1714² = 0,023 м²

және газ-ауа қоспасының жылдамдығы (3.20):

Содан кейін (3.19) формуласы бойынша енгізілетін ауаның жылдамдығын құруға жұмсалатын энергия шығындары

w_с-тен w_г-ге дейінгі газ ағынының жылдамдығын өзгертуге арналған энергия шығындары (3.21):

Диффузордағы энергия шығынын анықтау үшін диффузордың шығатын тесігінің көлденең қимасын табамыз:

F_d = 0, 785d2 = 0,785 • 0,3116² = 0,076 м²

Және ондағы газ-ауа қоспасының жылдамдығы (3.23):

(3.22) формуласы бойынша w _г-дан w_d-ге дейінгі газ-ауа қоспасының жылдамдығын өзгертуге арналған диффузордағы энергия шығындары

Өрнек бойынша (3.24) саптамадағы газ-ауа қоспасы ағынының энергиясын анықтаймыз, ол қоспаның оттықтан оттыққа шығу жылдамдығын жасау үшін қалады: Eкр = 2448 - 30,1 - 2300 - 7,0 = 110,9 кДж/м³.

Оттық кратеріне кіре берістегі газ-ауа қоспасы ағынының энергиясы (3.25) формула бойынша құрайды

Газ-ауа қоспасының кратерден оттыққа шығу жылдамдығын анықтау үшін газ-ауа қоспасының тығыздығын мына формула бойынша табамыз (3.27):

Жанарғы кратерінен газ-ауа қоспасының Шығу жылдамдығы (3.26):

Табылған Шығу жылдамдығы рұқсат етілгеннен аз болғандықтан (суретті қараңыз. 3.2) алаудың жанарғыдан ажырауына жол берілмейді.

Алынған жылдамдық бойынша біз қыздырғыштың кратерінің ауданын формула бойынша анықтаймыз (3.11):

Және оның диаметрі

Бақылау сұрақтары:

1. F_с көлденең қимасының ауданы және D_С шүмегінің диаметрі қандай формулалар бойынша анықталынады?

2.Суреттен жанарғының қандай көрсеткішін анықтаймыз?

3.Жанарғы құрлымын сыз

Есеп: Мысал . Жылыту беті 42,0 м² болатын КЧ-3 қазандығы үшін төмен қысымды инжекциялық қыздырғышты есептеңіз. газ тығыздығы р_о = 0,73 кг/м3; Q н = 35600 кДж/м3 пайдаланылады. 1 м³ газды жағуға қажетті ауаның теориялық мөлшері, V_о = 25,0 м³ / м³. Инжекциялы жанарғыны есептеу