大气式燃烧器.docx

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大气式燃烧器
图3-6-13 大气式燃烧器示意图
1-高风板；2-次空气口；3-引射器喉部；4-喷嘴；5-火孔
　　1．引射器
　　引射器的作用有以下三方面；
　　第一，以高能量的气体引射低能量的气体，并使两者混合匀口及火道三部分组成。燃烧所需要的二次空气由炉内负压吸人，二次空气口外面安装调风板，调整二次空气的吸入量。由于燃烧器喷口为一个大火孔，其火焰与二次空气的接触面积比多火孔小，因此这种燃烧器的火焰较长，只适用于有炉膛的工业加热设备上。为了防止回火，火孔出口速度应比多火孔大，所以需要用中(高)压燃气。火道能起防止脱火的作用。
　　二、大气式燃烧器的特点及应用范围
　　大气式燃烧器比自然引风集中式燃烧器火焰短，火力强，燃烧温度高；比无火焰燃烧器的热负荷调整范围宽，适应性强；可以燃烧不同性质的燃气，燃烧效率比较高，燃烧比较平安，烟气中C0含量较少，卫生条件较好；可适应低压燃气；比鼓风式燃烧器节约动力，调整便利，尤其由于采纳引射器结构，具有自调性，即当燃烧器热负荷在肯定范围内变动时，一次空气系数能自行维持一常数。
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　　但大气式燃烧器热负荷不宜太大，热强度比无焰燃烧器低，火焰稳定性不及集中式燃烧器，且不适应正压炉膛。
　　多火孔大气式燃烧器应用特别广泛，在家庭及公用事业中的燃气用具如燃气灶、热水器、沸水器及食堂灶上用得最广泛。在小型锅炉及工业炉上也有应用。
　　单火孔大气式燃烧器在中小型锅炉及某些工业炉上广泛应用。
　　三、大气式燃烧器的设计计算
　
　　大气式燃烧器的设计计算，包括头部计算和引射器的计算。
　　如前述，头部结构有多火孔和单火孔。它们的设计计算均以保证稳定燃烧为原则。一个合理设计的头部，必需使火焰不消失离焰、回火和黄焰，井使火焰特性满意加热工艺的需要。
　　民用燃具大多数采纳多火孔头部，设计计算包括：选择头部型式及火孔外形，计算火孔尺寸、间距、孔深、火孔排数及头部容积，计算头部静压力等内容。常用设计参数列于表3—6—7。
　　引射器按工质压力可分为高、中压(2000Pa)及低压(2000Pa)两种。在设计计算中，前者需要考虑气体的可压缩性；后者则不必。
　　按被引射气体的吸入速度，引射器又可分为常压吸气和负压吸气两种。假如引射器的吸气收缩管做得足够大，并渐渐过渡到圆柱形混合管，这时被引入的空气在收缩管内的流速很小，可以忽视，这样的引射器称为常压吸气引射器，也称为其次类引射器，低压大气式燃烧器的引射器多为此种；反之，假如吸气收缩管做得较小，被吸入空气流速较大，气流在管内发生剧烈扰动，这时空气流速便不行忽视，这样的引射器则称为负压吸气引射器，也叫第一类引射器。
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　　比较而言，在第一类引射器中，燃气和空气的速度差较小，能量损失也较小，引射效率较高。高、中压大气式燃烧器的引射器多为负压吸气式引射器。
　　以下主要争论常压吸气低压引射器的设计计算。
 
表3-6-7 大气式燃烧器常用设计参数
燃气种类炼焦煤气自然 气液化石油气火孔尺寸/～～～～
～～
～～
～(2～3)dp火孔深度h/mm(2～3)dp额定火孔热或度qp/MW·mm-～～～·s-～～～～～～～69～1015～16火孔面积与喷嘴面积比Fp/Fj44～50240～320500～600
图3-6-20 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
　　计算以动量定理、连续性方程及能量守恒定律为基础，按图3—6—20所示工作原理，可推导出它的特性方程如下：
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　　式中 h——引射器出口的静压力，Pa；
　　　　H——喷嘴前燃气压力，Pa；
　　　　μ——喷嘴流量系数；
　　　　F——无因次面积，为喉部和喷嘴出口的面积比，即  

，它是引射器计算的基本参数；
　　　　u——质量引射系数，  


为燃气与引射空气的质量流量之比；
　　　　uρr——容积引射系数，ρr为燃气相对密度，  


　　　　K——能量损失系数，可表示为：
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　　这里，ψ1是混合管末端的速度场不匀称系数，它与气流的稳定程度和流淌状态有关，取决于速度场