Расстояния между огневыми отверстиями наседки в зависимости от коэффициента первичного воздуха и диаметра огневого отверстия

Диаметр огневого отверстия, мм	Максимальное расстояние между огневыми отверстиями, мм	Минимальное расстояние между огневыми отверстиями, мм
α' = 0,4	α'= 0,6	α'=0,8	α'= 0,4	α'=0,6	α'= 0,8
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0

Размеры факела и качество сжигаемого газа во многом зависят от удельного теплового напряжения горелочных отверстий T_o

(4.138)

где T_o – удельное тепловое напряжение горелочных отверстий, Вт/м²;

Q_T – тепловая мощность горелки, Вт;

Σf_do - суммарная площадь огневых отверстий, м².

Газовые горелки инфракрасного излучения (ИК-горелки).

По способу смесеприготовления ИК-горелки относятся к инжекционным горелкам полного смешения, т. е. весь воздух, необходимый для горения – первичный, который перемешивается с газом в смесителе горелки. Коэффициент первичного воздуха для горелок данного типа α' = 1,05... 1,1. Для выполнения данного условия необходимо строго выдерживать размеры смесительного устройства, а также давление газа перед горелкой. В этом случае горелка обеспечивает высококачественное сгорание газа при номинальной мощности.

Горелка (рис. 4.27, а) имеет односопловой смеситель со строго постоянным сечением подачи первичного воздуха в конфузор, регу­лятор подачи первичного воздуха отсутствует. Насадка горелки выполнена в виде параллелепипеда, верхняя плоскость которого сформирована из керамических плиток (рис. 4.27, б) размером 69 на 47 мм и толщиной 12 мм. На каждой плитке размещается от 700 до 1000 цилиндрических огневых каналов диаметром 1,5 мм. Суммарное живое сечение этих отверстий составляет 4О...45.% общей площади поверхности плитки, что предопределяет малое гидравлическое сопротивление для истекающей газовоздушной смеси.

Диаметр огневых отверстий насадки (1,5 мм) меньше критического, и, следовательно, исключается возможность проскока пламени. Поскольку в качестве материала плиток используется жаропрочная керамика с низким коэффициентом теплопроводности, температура ее внутренней поверхности не превышает 100°С даже при температурах на излучающей поверхности 800°С. В результате исключается возможность проскока пламени из-за прогрева стенок насадки до температуры воспламенения.

Вследствие полного смешения необходимого для горения воздуха в смесителе горелки сгорание газовоздушной смеси происходит на поверхности керамических плиток в виде прозрачных, практически невидимых факелов. Эти факелы нагревают керамическую поверхность насадки до 850...900 °С, которая и переизлучает теплоту на нагреваемый объект.

Для стабилизации процесса сжигания газа и дожигания газовоздушной смеси на расстоянии 8...10 мм над уровнем керамической насадки устанавливают сетку из жароупорной стали. Ее температура в среднем на 150...200°С ниже темпе­ратуры излучающей керамики.

Из-за отсутствия при горении вторичного воздуха ИК-горелка может быть произвольно ориентирована в пространстве, что не сказывается на качестве сжигания газа.

Близкий к стехиометрическому составу газовоздушной смеси, хорошее перемешивание газа с воздухом и небольшая скорость истечения газовоздушной смеси из огневых отверстий обеспечивают высококачественное сгорание газа в тонком слое.

Однако незначительное отклонение коэффициента первичного воздуха от оптимального ( α' = 1,05) значительно снижает эффект излучения. При увеличенном подсосе первичного воздуха снижаются температура горения и, следовательно, температура излучающей поверхности. Снижение содержания первичного воздуха в смеси приводит к восполнению кислорода за счет вторичного воздуха, а следовательно, к еще большему охлаждению поверхности насадки. В результате инжекционные ИК горелки имеют узкий диапазон регулирования тепловой мощности.

При проектировании и эксплуатации инжекционных газовых горелок всех типов следует учитывать следующие основные техничес­кие и эксплуатационные характеристики их работы.

Площадь излучающей поверхности ИК-горелки определяется по тепловому напряжению горелочных отверстий T_о (Вт/м²), характеризующее тепловой поток на поверхности насадки газовой горелки. Оптимальное значение Т₀ для ИК-горелок составляет (13... 16)10⁴ Вт/м²

(4.139)

где Σf_do –площадь плиток, м²,

B_Г Q_н^р – тепловая мощность горелки, Вт.

Технические и эксплуатационные характеристики горелок следующие.

· Тепловая мощность (теплопроизводительность) горелки (Вт)

где В_Г – объемный расход газа, м³/с; Q_н^р – низшая рабочая теплота сгорания газа, Дж/м³.

· Диапазон регулирования тепловой мощности определяется минимальным (Q_T^min ) и максимальным (Q_T^max ) значениями тепловой мощности.

Минимальное значение – нижний предел тепловой мощности, определяется устойчивой работой горелки при минимальном давлении газа и без проскока пламени; Максимальное значение – верхний предел тепловой мощности, определяется максимальным давлением и соответственно расходом газа при условии работы горелки без отрыва пламени.

Тепловое напряжение горелочных отверстий T_о (Вт/м²), характеризующее тепловой поток на поверхности насадки газовой горелки.

(4.140)

где B_Г Q_н^р – тепловая мощность горелки, Вт;

Σf_do –площадь плиток, м².

Дата добавления: 2015-06-30