Расчет горелки-компрессора для реактора инверсии фаз

I. Определение геометрических размеров и производительности горелки-компрессора со звуковым соплом.

Данные для расчета:

- параметры состояния активного воздуха, (а) ата, К, пассивного газа, ата, К;

- расход активного воздуха кг/с;

- давление на выходе из горелки - ата;

- приведенная скорость на выходе из горелки, не более .

Решение. Расчет горелки-компрессора со звуковым соплом выполним по уравнениям (1-4) при одном близком к оптимальному значению .

, (1)

(1)

, (3)

, (4)

1. Перепад давления в активных соплах

2. Так как , выбираем (Здесь и далее при выборе того или иного параметра руководствуемся экспериментальными их значениями соответствующими экономическому режиму).

По величине из фиг. 11 [л.1] находим , тогда

3. Примем коэффициенты неравномерности скорости потока . При предварительно заданном значении

,

4. Зададимся величиной из приложения I [1] выпишем:

5. По формуле (5),

с помощью и найдем :

;

- коэффициент восстановления давления в пассивном сопле.

6. По формуле (1):

7. Коэффициент восстановления давления в активном сопле:

8. Величина потребной степени сжатия:

, здесь

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15. Основная геометрическая характеристика горелки-компрессора:

16. Коэффициент эжекции при

17. Секундный расход пассивного газа

кг/с ( )

18. Площадь и диаметр критического сечения активного сопла

м²

м

19. Площадь и диаметр камеры смешения

м²;

м

20. Оптимальное расстояние от активного сопла до камеры смешения

м;

мм

21. Длина пассивного сопла

мм

мм

22. Угол раствора пассивного сопла принимаем

23. Относительную длину камеры смешения принимаем -

м;

мм

24. Примем угол уширения диффузора . Степень уширения диффузора

25. Площадь и диаметр выходного сечения диффузора

м²;

м

26. Длина диффузора

мм

27. Скорость воздуха в активном сопле

м/с

28. Скорость смеси в камере смешения

м/с

29. Скорость смеси на выходе из диффузора

м/с

30. Скорость газовоздушной смеси в соплах продувочной решетки реактора инверсии фаз

м/с,

где количество сопел , диаметр сопел м.

31. Скорость газов отнесенная к поперечному сечению шахты реактора

м/с,

где м²,

32. Скорость газов отнесенная к сечению продуваемой части сопловой решетки

м/с

33. Критерий

II. Определение режимов проскока пламени в горелку и отрыва пламени от продувочной решетки РИФ

Данные для расчета:

- коэффициент расхода воздуха,

- эквивалент диаметр сопел для режима проскока

м²;

м

- эквивалентный диаметр сопел для режима отрыва

м

- нормальная скорость распространения пламени для природного газа м/с

- коэффициент температуропроводности газовоздушной смеси при м²/с

Решение

1. Скорость газовоздушной смеси при которой наступает отрыв пламени, :

м/с

Здесь коэффициент С=0,28 – для инжекционных горелок, [2]

2. Необходимое количество газовоздушной смеси проходящей через сечение шахты реактора, для режима отрыва:

м³/ч

2.1. Необходимый расход природного газа в режиме отрыва

м³/ч

2.2. необходимый расход воздуха в режиме отрыва

м³/ч

3. Скорость газовоздушной смеси, при которой наступает проскок пламени из камеры реактора в горелку-компрессор

м/с,

где , для инжекционных горелок, [2]

4. Необходимый расход газовоздушной смеси в режиме проскок

4.1. Расход природного газа в режиме проскока

м³/ч

4.2. Расход дутьевого воздуха в режиме проскока

м³/ч

Рисунок 1 – Геометрические характеристики горелки-компрессора

Литература

1. В.К. Щукин, И.Н.Калмыков. Газоструйные компрессора. М.: Машгиз, 1963. 146с.

2. А.С.Иссермин. Основы сжигания газового топлива. Л.: Недра, 1987, 335с.