Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Относительная стехиометрическая длина факела в условиях рабочего пространства печи
I ID=Kl */?> = 1,5-116,9 = 175,4.
сх 0 а сх 0 ’ ’ 5
Длина пути подсоса /п = 0,66/сх (см. формулу (4.34)).
Тогда /п = 0,025-0,66-175,4 = 2*89 м.
Полученное значение /п может быть использовано для определения коэффициентов иипв формулах (4.35) и (4.36), а также и для построения графиков кривых степени выгорания топлива к и относительного подсоса воздуха в зону горения ар, необходимых для проведения зональных расчетов процессов теплообмена. _
Так, принимая величину к = 0,85 при х = I = 2,89 м, из формулы (4.36) получаем
m = _Ml_a = _Mlz№)= 0,227. х 2,89
м
Из формулы (4.35) при а0 = 1,15 и аг = 1 для х = /п = 2,89
1п(1 - аг /а0) _ ln(l-l/l,15)_310g тх 0,227-2,89
По значениям т и п с использованием формул (4.35) и (4.36) строятся графики к и ар по длине рабочего пространства печи (в функции х) — см. рис. 4.13, а и б.
Оценим влияние подачи интенсификатора — компрессорного воздуха через кольцевую струю (см. рис. 4.10) на длину факела. Принимая параметры торможения компрессорного воздуха: давления Р = 0,589 МН/м2 (6 атм), температуры Тт = 293 К, получим значение скорости в выходном сечении сопла Лаваля w() = 485,5 м/с (см. расчет сопла Лаваля в следующем примере). При относительном расходе интенсификатора gH = 0,55 м3/м3 газа (при нормальных условиях) получаем скорректированную величину учитывающую подачу двух спутных потоков:
46
= 1,5-134,3 = 201,5; IJD0 = 1,5-82,5 = 123,8.
При том же диаметре выходного сечения сопла D() = 0,025 м полная длина факела в условиях рабочего пространства при этом составит /фрпр = 0,025-201,5 = = 5,04 м, а длина пути подсоса /п = 0,025-0,66-123,8 = 2,04 м.
Как видим, за счет подачи интенсификатора длина факела и длина пути подсоса сокращаются в 7,10/5,04 = 1,41 раза (на 41 %).
Рассчитанные параметры факела соответствуют реальным величинам для стекловаренной печи с подковообразным движением факела и длиной рабочего пространства 9,5 м.
Мазутный факел. Форсунка УГТУ-УПИ-Л с выхлопной трубой, распылитель — компрессорный воздух. Параметры торможения распылителя: давление Рт = 0,589 МН/м2 (6 ата), температура — Тт = 293 К.
Удельный расход распылителя gp = 1 кг/кг. Диаметр выходного сечения форсунки (диаметр выхлопной трубы) D0 = Дгр = 20 мм (см. рис. 4.14, б).
Для компрессорного воздуха расчет параметров распылителя в выходном сечении сопла Лаваля на расчетном режиме работы сопла (эти величины приняты за базовые в расчете) приводим с использованием газодинамических функций (рис. 4.15).
Газодинамическая функция я(А.) = Р /Рт (здесь X — коэффициент скорости распылителя в выходном сечении сопла Лаваля в расчетном режиме, />вар = = 0,0981 МН/м2 — давление окружающей среды) л(А.) = 0,0981/0,589 = 0,167. Тогда по графику газодинамических функций для показателя адиабаты k= 1,4 (см. рис. 4.15) X = 1,55. При этом значении X газодинамическая функция в(А.) = = 0,278.
Плотность торможения распылителя рт = (Pt-\06)/RTt = (0,589-106)/(287-293) = = 7,00 кг/м3 (здесь R = 287 [(м-Н)/(кг-К)] — газовая постоянная. Плотность распылителя в выходном сечении сопла Лаваля
рр = рт е(Х) = 7-0,278 = 1,946 кг/м3.
Фактор начальной неравноплотности струи 0 = рв/р = 273рво/7’врр = = [(1,293-273)/(10,73-1,946)] = 0,169. Тогда S = (1,48/0,169)' = 2,96.
По формуле (4.38) при LQ = 10,6 м3/кг для мазута стехиометрическая длина эталонного факела (в условиях свободной струи)
n(X), s(X), г(Х)
Рис. 4.15. Газодинамические функции п(к), е(Х), т(к) для расчетов сверхзвуковых и околозвуковых течений газа: к — показатель адиабаты
laCB/D0 = 5,7-2,96-[(10,6-1,293)/1] = 231,2.
Скорость истечения распылителя из выходного сечения сопла Лаваля (в расчетном режиме)
w = Xw ,
кр’
где w — скорость при критическом режиме, м/с:
W,
кр
2 к 2-14
-RT, =-------—287 -293 =313,2 м/с.
ifc + 1
1,4 + 1
Тогда
w = Xw = 1,55-313,2 = 485,5 м/с.
кр 9 ’ 5
Из формулы (4.20) для случая мазутной форсунки высокого давления коэффициент Kj при скорости воздуха для горения wb = 8 м/с
Kj=-
1
1
1 +
^0Рвоа0^в 6р р
10,6-1,293-1,15-8
= 0,891.
1 +
1-485,5
48
Величина
0Do = KJJB/D0 = 0,891-231,2 = 206,0.
Принимая как в предыдущем примере (Зф = 1,62, получаем I /DQ = 1,62-206,0 = = 333,7.
При величине Ка = 1,5 и = 0,85 получаем (см. формулу (4.31))
/фрп7?>0 = 1,5-0,85-425,5.
При D0 = D = 0,02 м величина /фрпр = 0,02-425,5 = 8,51 м.
Относительная стехиометрическая длина факела в условиях рабочего пространства печи
I Ю=К К I *Ю= 1,5-0,85-206 = 262,7.
сх 0 а дв сх 0 5 5 5
Длина пути подсоса /п = 0,02-0,66-262,7 = 3,47 м.
При х = /п = 3,47 м имеем:
S, кДж/(кгтрад) Рис. 4.16. iS (hS) — диаграмма; АБ — линия насыщенного пара
49
м —д_ 1П(1 -0 85) =
X2 3,47
1п(1-аг/а0) 1п(1 — 1/1,15)
п =------------------------------- 3,71 о.
тх 0,158-3,47
В случае распиливания мазута паром в аналогичных расчетах вместо газодинамических функций рекомендуется использовать “г-5” (“/г-5”) диаграмму (рис. 4.16).
- Факельные аэродинамические характеристики и эталонные длины факелов
