燃气燃烧技术与设备_Chap6
燃气燃烧器ppt课件

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• 引射器
– 结构:
– 工作原理
燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴1喷出,进 入吸气收缩管2,燃气靠自身动量传递来吸入一次空 气;在混合管3内和一次空气的流速、成分充分混合 均匀,然后,经扩压管4进一步匀速后,经燃烧器头 部火孔流出燃烧。
– 与自然引风式比:燃烧热强度大,火焰长短可调节。 – 与热负荷相同的引射式燃烧器比:结构紧凑,体形轻
巧,占地面积小。 – 与完全预混式燃烧器比:燃烧室容积热强度小,火焰
较长——需较大的燃烧室容积。 – 要求燃气压力低,热负荷调节范围大,能适应正压炉
膛,容易实现粉煤-燃气或油-燃气联合燃烧。 – 可预热空气或燃气,预热温度可接近燃气着火温度—
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• 套管式燃烧器
– 结构:由大管和小管相套而成。 – 工作原理:燃气和空气在火道或燃烧室内边混合边燃烧 – 特点:
• 结构简单,工作稳定(不会回火); • 燃气和空气属同心平行气流——混合差、火焰长。
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• 导流叶片旋流燃烧器
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• 蜗壳式旋流燃烧器 调 风 板
导 流 叶 片
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• 特点
—极大地提高燃烧温度。 – 需鼓风——耗电。 – 需配自动比例(空气-燃气比例)调节装置。
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• 适用
– 各种工业炉及锅炉中
• 设计计算
– 要求:空气、燃气两股气流在有限空间内充分混合。 – 包括:空气系统、燃气系统的计算。
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2.3 大气式燃烧器
• 定义:按照部分预混燃烧方法设计的燃烧器。 • 结构
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• 应用范围
– 适于:温度要求均匀、且不高,火焰稳定的场合。 – 如:小型采暖锅炉的点火器、临时性加热设备。
燃气燃烧器安全技术规定

燃气燃烧器安全技术规程第一章总则第一条为了保障燃气燃烧器(以下称'燃烧器')的安全运行,避免和减少燃气设备安全事故,减少财产损失,保护生命安全,为燃气设备的安全监督提供技术依据,制定本安全技术规定(以下称'规定')。
第二条本规定依据国务院《特种设备安全监察条例》中有关规定,参考国内外相关标准编制。
第三条适用范围(一)本规定适用于各类锅炉用燃气燃烧器,其他用途的燃气燃烧器可参照本法规实施。
(二)本法规规定了燃烧器的结构和设计、安装与系统、运行与维护、安全与控制装置、技术数据和铭牌要求等。
(三)双燃料燃烧器应符合本法规和TSG GB002-2006《燃油燃烧器安全技术规定》的要求。
第四条燃烧器电气控制系统的安全性能,应该符合GB3797-89《电控设备第二部分装有电子器件的电控设备》的规定。
第二章结构和设计要求第5条设计(一)燃气燃烧器通常由以下主要部件组成:燃气喷嘴、燃气阀系、风机、燃气流量调节阀、空气调节装置、点火装置、燃气压力检测开关、空气压力检测开关及火焰监测装置等。
(二)燃烧器的设计应确保燃烧器满足规定的输出功率和性能要求。
燃烧器的结构应该保证不会发生不稳定、变形或开裂等危及安全的问题。
(三)燃烧器各部件的结构和尺寸设计不仅必须确保燃烧器的可靠和经济运行,还要保证操作人员的安全。
(四)燃烧器上应当有火焰观测孔,为防止火焰喷出或烟气外漏,观察孔的安装应具有足够的强度并有效密封。
(五)用于燃烧器的运动部件(皮带传动、风机)必须设计防护装置。
(六)为防止异物吸入,影响设备正常安全运行,燃烧器风机入口应配备金属防护网罩。
(七)设计额定输出功率大于等于350kW的燃烧器,需配置燃气流量调节装置,使其输出功率在规定的范围内可调。
连续调节燃烧器的气流调节装置应有明确的说明。
(八)燃烧器应配备空气流量调节装置。
设置调节挡板的,空气挡板的位置应该有清晰的指示。
(九)对多级调节或连续调节的燃烧器,空调和燃气调节装置应为机械式、电动或其他方式实现联动。
天然气燃烧器工作原理

天然气燃烧器工作原理
天然气燃烧器是一种将天然气转化为可用热能的设备。
其工作原理主要基于燃烧反应,将天然气与空气混合并点火燃烧,释放出大量热能。
具体而言,天然气燃烧器的工作原理如下:
1. 混合:天然气和空气通过一定的比例混合装置,如喷嘴或预混器,在燃烧器内部混合均匀。
2. 点火:混合后的气体进入点火装置,如火花塞或电火花点火器,引发燃烧。
3. 燃烧:点火后,混合气体燃烧产生火焰。
此时,燃烧器内的燃料分子与空气中的氧气分子发生氧化还原反应,释放出热能。
燃烧过程中,燃料中的甲烷(CH4)分子与氧气(O2)分子
作用生成二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O),同时产生大量
热能。
4. 传热:燃烧释放的热能通过燃烧器壳体传导、对流和辐射等方式传递给待加热的物体,如水、空气或其他工作介质。
这样,燃烧器的热能得以利用。
需要注意的是,燃烧过程中的热能转化效率可能受多种因素影响,如燃料的完全燃烧程度、燃烧器的设计和操作条件等。
因此,在实际应用中,需要优化燃烧器的结构和操作参数,以提高热能利用率。
天然气国六当量燃烧技术

天然气国六当量燃烧技术当量燃烧技术是天然气发动机中的一种燃烧方式,其主要特点是在理论上完全按照反应各物质当量比例进行反应,从而获得最大的热效率。
在国六排放标准下,当量燃烧技术结合了三元催化器来降低排气污染物,这是因为当量燃烧可以使用三元催化器来降低NOx、THC和CO的排放。
具体来说,当量燃烧可以在当量比为1:1时,使三元催化器对含氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(THC)的转化效率接近100%。
然而,随着空气浓度的增加,转化效率会大幅降低。
此外,由于天然气不含碳碳键,且以预混的方式燃烧,因此天然气发动机的颗粒物排放较低。
采用当量燃烧的天然气发动机具有较好的动力性能和瞬态响应,以及较低的油耗和低速扭矩表现。
然而,当量燃烧的发动机热负荷问题较大,需要强化发动机整机、冷却、燃烧、排气等系统,有些零部件必须使用进口耐高温材料,这意味着发动机成本会大大提升。
总的来说,当量燃烧技术是一种能够提高发动机热效率和降低污染物排放的燃烧方式,对于满足国六排放标准具有重要的意义。
当量燃烧技术对于天然气发动机具有以下意义:1.提高热效率:当量燃烧按照最优的比例模型来控制空气与燃气的混合比例,能够更充分地利用燃料,减少热量损失,从而提高发动机的热效率。
2.降低污染物排放:当量燃烧技术结合三元催化器等后处理系统,可以有效降低氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳等污染物的排放,满足严格的排放法规要求。
3.提升动力性能和瞬态响应:当量燃烧的天然气发动机具有更好的动力性能和瞬态响应,能够提供更加强劲的动力输出,同时也能更好地满足驾驶员对动力需求的变化。
4.降低油耗和低速扭矩表现:当量燃烧技术能够优化燃料消耗,降低油耗,同时在低速时也能提供较好的扭矩表现,提高车辆的起步加速性能。
总的来说,当量燃烧技术对于提高天然气发动机的性能、降低污染物排放、提升动力性能和瞬态响应等方面都具有重要的意义。
天然气催化燃烧技术

天然气催化燃烧技术天然气催化燃烧技术是利用催化剂在低温下将天然气和空气混合后进行燃烧的技术。
与传统燃烧方式相比,天然气催化燃烧技术具有以下优点:1. 更高的效率:催化剂可以降低燃烧温度,从而减少能量损失;2. 更少的污染:由于低温燃烧,氮氧化物和颗粒物等有害物质的排放量大大减少;3. 更强的稳定性:催化剂能够保持一定的催化活性,使燃烧过程更加稳定可靠。
天然气催化燃烧技术广泛应用于工业生产、能源供应以及环保治理等领域。
在工业生产中,天然气催化燃烧技术可以用于热处理、物料干燥、烟气脱硫等过程中的热能供应。
由于燃烧效率高、排放物少,不仅可以降低企业的能源消耗,还能减少对环境的污染。
在能源供应方面,天然气催化燃烧技术可以用于发电、供热、供气等领域。
国内的很多燃气汽车都采用天然气催化燃烧技术来实现低污染高效能的运行。
在环保治理方面,天然气催化燃烧技术可以用于烟气净化中,通过催化剂的作用,将烟气中的有害物质转化为无害物质,达到净化空气的目的。
总之,天然气催化燃烧技术是一种高效、低污染、稳定性强的能源利用方式,具有广泛的应用前景。
此外,天然气催化燃烧技术还可以与其他技术结合应用,进一步提高能源利用效率和环境保护效果。
例如,可以将催化燃烧与余热回收技术相结合,利用余热产生动力或者供热,实现能源的综合利用。
又如,可以将催化燃烧与燃气轮机、燃烧汽轮机联合运用,构建高效的能源利用系统。
此外,天然气催化燃烧技术的研究也在不断发展。
目前,一些新型催化剂如金属氧化物、分子筛等正在逐渐被应用于天然气催化燃烧技术中,使其性能更加优越。
同时,利用计算机仿真等技术模拟燃烧过程,也可以帮助改进天然气催化燃烧技术的效率和稳定性。
总之,天然气催化燃烧技术的发展和应用,既能提高能源利用效率,也能减少环境污染,同时还能促进能源与环境的协调发展。
燃气燃烧方法

燃气燃烧方法
燃烧方法,是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式,一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况,可将燃气燃烧方法分为三种:
1.扩散式燃烧法
将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出,或者燃气直接喷人空气中,两者在接触面上边混合边燃烧,也称有焰燃烧法。
2.完全预混式燃烧法
按一定比例将燃气、空气均匀混合,再经燃烧器喷口喷出,进行燃烧。
由于预先均匀混合,可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕,燃烧火焰很短,甚至看不见火焰,故电称为无焰燃烧法。
3.部分预混式燃烧法
在燃气中预先混入部分空气(通常,一次空气系数α′=0.45~0.75),然后经燃烧器喷入空气中燃烧,也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程,与其它种类燃料一样,也包括以下三个阶段:
(1)燃气与空气的混合,属物理过程,需要消耗一定的能量和时间;
(2)混合气的加热和达到着火,也屑物理过程,依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热;
(3)完成燃烧化学反应,属化学过程,反应速度受化学动力学因素控制。
所以,燃气燃烧过程所需的时间,包括氧化剂与燃气混合预热所需的时间τph和进行化学反应所需的时间τch,即:
τ=τPh+τch
按燃烧阶段所需时间不同,也可区别出以上不同类型的燃烧方法。
如果τph远大于τch,则τ≈τph,燃烧在扩散区进行,物理因素是影响燃烧全过程的主要因素:反之,τph远小于τch,则τ≈τch燃烧在动力区进行,化学动力学因素是影响燃烧全过程的主要因素;若τph≈τch。
燃烧在中间区进行。
燃气燃烧器安全技术规定

燃气燃烧器安全技术规定第一章总则第一条目的和依据1.1 为了保障企业安全生产,防备和掌控燃气燃烧器的安全风险,订立本规定。
1.2 本规定订立依据《安全生产法》等相关法律法规,并结合企业实际情况订立。
第二条适用范围2.1 本规定适用于企业内全部使用燃气燃烧器的生产线和生产设备。
第二章安全管理第三条安全管理责任3.1 企业应设立燃气燃烧器安全管理部门,明确安全管理人员的职责和权限。
3.2 燃气燃烧器安全管理人员应具备相应的专业知识和技能,并定期接受安全培训。
第四条安全生产监督4.1 企业应建立安全监督机制,定期对燃气燃烧器进行安全检查和评估。
4.2 发现安全隐患或问题时,应立刻采取措施进行整改,并及时报告上级主管部门。
第五条安全生产教育和培训5.1 企业应定期组织燃气燃烧器安全生产教育和培训,提高员工的安全意识和技能。
5.2 企业应向新进员工进行入职安全培训,并将培训记录归档备查。
第六条安全设施和装备6.1 企业应依照相关标准和规范,配置符合要求的安全设施和装备。
6.2 安全设施和装备应定期检修和维护,并做好记录。
第三章燃气燃烧器安全操作规程第七条应急预案7.1 企业应订立燃气燃烧器的应急预案,明确各部门和人员的应急职责和措施。
7.2 应急预案应包含但不限于火灾、泄漏等安全事故的处理流程和应急联系方式。
第八条操作程序8.1 企业应建立燃气燃烧器的操作程序,明确操作人员的操作规范和流程。
8.2 操作人员应依照操作程序进行操作,禁止超负荷操作和私自改动设备参数。
第九条日常维护9.1 企业应订立燃气燃烧器的日常维护计划,明确维护人员的维护任务和要求。
9.2 维护人员应依照维护计划进行维护,定期清洁和检修燃气燃烧器。
第十条事故报告和处理10.1 发生燃气燃烧器事故后,涉及人员应立刻报告上级主管部门,并快速采取措施进行处理。
10.2 企业应建立事故报告和处理的记录体系,保存相关资料备查。
第四章监测与评估第十一条安全检测11.1 企业应定期对燃气燃烧器进行安全检测,确保其正常运行和安全性能。
燃烧原理和燃烧设备概述

u适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤,常称为无烟煤和贫煤配风方式。
七台河职业学院
通过燃烧器的空气
进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的,按对着火、燃烧有 利而合理组织、分批送入,按流过的介质和作用不同,可分为三种:
一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉 和满足燃烧初期对氧气的需要。
二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继 续燃烧所需要的空气,并起气流的扰动和混合的作用。
1-喷口;2-核心区; 3-边界层;4-外边界; 5-内边界;6-源点; 7-扩展角;8-速度分布
WH=0,CH=0,TH>T0
七台河职业学院
一、直流射流——空气动力特性
射流核心区:射流中心尚未被周围气体混入,保持初速w0的区域
湍流边界层:核心区维持初速w0的边界称为内边界;射流与周围气体的分界 称为外边界。内、外边界间区域为湍流边界层,其内为射流本身的流体以及卷 吸进来的周围气体
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一、直流射流——空气动力特性
卷吸量 Q :外边界卷吸的高温烟气量
● 喷口结构:
u 圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口;
u 一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是增加的;
u 直流Q<旋流Q;直流射流适用于无烟煤,后期混合好。
射程 L : 射流轴向速度wm与射流初始速度w0的比值降低到某一不
不利。 ⑶周界风风速高于一次风,能增强一次风气流的刚性,防止其偏斜。 ⑷可托浮煤粉,防止煤粉从主气流中离析出来而增加不完全燃烧热损失。 ⑸在一次风煤粉气流与水冷壁之间形成屏障,避免一次风贴墙造成结渣。 ⑹可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段。 • 周界风[如图6-4(a)] 、十字风或夹心风[如图6-3(d)] 、侧二次风[如图6-3(b)]
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第六章扩散式燃烧器第一节燃烧器的分类与技术要求一、燃烧器的分类(一) 按一次空气系数分类α=。
1. 扩散式燃烧器燃气和空气不预混,一次空气系数'0α=。
2. 大气式燃烧器燃气和一部分空气预先混合,'0.2~0.8α≥。
3. 完全预混式燃烧器燃气和空气完全预混,'1(二) 按空气的供给方法分类1.引射式燃烧器空气被燃气射流吸入或者燃气被空气射流吸入。
2.鼓风式燃烧器用鼓风设备将空气送入燃烧系统。
3.自然引风式燃烧器靠炉膛中的负压将空气吸入燃烧系统。
(三) 按燃气压力分类1.低压燃烧器燃气压力在5000Pa以下。
2.高(中)压燃烧器燃气压力在5000Pa至3⨯105Pa之间。
更高压力的燃烧器目前尚未使用。
第二节自然引风式扩散燃烧器按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器称为扩散式燃烧器。
扩散式燃烧器的一次空气系数α=,燃烧所需要的空气在燃烧过程中供给。
'0一、自然引风式扩散燃烧器的构造及工作原理Array(三) 冲焰式扩散燃烧器(四) 炉床式扩散燃烧器二、自然引风式扩散燃烧器的火孔热强度(一) 炼焦煤气四、自然引风式扩散燃烧器的计算(一)管式扩散燃烧器的计算p 6p 10lq v H(6-1)式中 p v ——火孔出口速度(Nm/s);p q ——火孔热强度(kW/mm 2);l H ——燃气低热值(kJ/Nm 3)p pQ F q =(6-2)式中 p F ——火孔总面积(mm 2); Q ——燃烧器热负荷(kW)。
p2p 4F n d π=(6-3)g p 2F F ≥ (6-4)2pg g 2p 12288v T h h ρμ=⋅+∆ (6-5)式中 h ——头部所需压力(Pa);p μ——火孔流量系数,与火孔的结构特性有关。
在管子上直接打孔时,p μ=0.65~0.70。
在管子上直接钻直径较小的孔时(p d =1~1.5mm),当phd =0.75,p μ=0.77;当p h d =1.5,p μ=0.85(h —火孔深度)。
对于管嘴,当ph d =2~4时,p μ=0.75~0.82,对于直径小、孔深浅的火孔,p μ取较小值;p v ——火孔出口速度(Nm/s);g ρ——燃气密度(kg/Nm 3); g T ——火孔前燃气温度(K);h ∆——炉膛压力(Pa),当炉膛为负压时,h ∆取负值。
(二)炉床式扩散燃烧器的计算gg g10.0036L F v =(6-6)式中 g F ——燃气分配管截面积(mm 2);g v ——分配管内燃气的流速(m/s),一般取15~20m/s ; g L ——一个燃烧器的燃气耗量(Nm 3/h) 。
a v μ=(6-7)式中 a v ——空气流经火道最小截面的速度(m/s); h ∆——炉膛负压(Pa); a ρ——空气密度(kg/Nm 3); a μ——流量系数,一般取a μ=0.7。
0g aout g a 13600288g V L T b d l v α=+(6-8)式中 b ——火道宽度(m); α——过剩空气系数;g l ——燃气分配管长度(m); a T ——空气温度(K); out g d ——燃气分配管外径(m)。
g g a12883600l l L H l q T ⋅=(6-9)式中 l H ——燃气低热值(kJ/Nm 3);l q ——长度热强度(kW/m),对小型采暖锅炉, l q =230~460kW/m , 对燃烧室高度小于3.0m 的小型工业锅炉, l q =1150~1750kW/m , 对燃烧室高度大于3.0m 的中型工业锅炉, l q = 2300~3560kW/m , out1.3752b d h -=(6-10)或out 0.364()h b d =-s p sin hK d α= (6-11)式中p d ——火孔直径(mm);s K ——系数,按图3-10查得;α——燃气射流与空气流的交角;p v ——火孔出口的燃气流速(m/s);g ρ——燃气密度(kg/m 3)。
0.75(2~5)mm s h =+(6-12)()'23g p p 0.0036m /h 4L d v π=(6-13)火孔数目n 为:g 'gL n L= (6-14)()g 1mm 2n l s +=⋅ (6-15)22pp g 2pg 1+2F v H F ξρμ⎡⎤⎛⎫⎢⎥=⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦∑ (6-16)式中 H ——燃气所需要的压力(Pa);p μ——火孔流量系数,按式(6-5)取用;ξ∑——从燃气阀门到火孔的总阻力系数,通常取ξ∑=2.5;p F ——总的火孔截面积(mm 2); g F ——燃气分配管截面积(mm 2);p v ——火孔出口速度(m/s)。
第三节 鼓风式扩散燃烧器一、鼓风式燃烧器的构造和工作原理 (一)套管式燃烧器(二)旋流式燃烧器三、鼓风式燃烧器的计算(一)蜗壳式燃烧器(图6-17)的设计计算方法:p pQF q =(6-17)式中 p F ——空气通道面积(m 2); Q ——燃烧器热负荷(kW);p q ——喷头热强度,通常=(35~40)⨯103(kW/m 2)。
2p abD =0.35时天然气蜗壳燃烧器的火焰近似长度 表6-1蜗壳供空气时的回流区尺寸 表6-2蜗壳结构比2pab D0.6 0.45 0.35 0.2回流区直径与喷头直径比①bfpD D 0.41 0.41 0.47 0.69回流区面积与喷头面积比2bfp DD ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭0.167 0.167 0.22 0.48① 这种燃烧器的喷头直径等于空气通道直径。
p bf2D D -∆=(6-18)式中 △——环形通道宽度(cm);bf D ——回流区直径(cm)。
0g aa 22p bf110.36sin 288()4V L T v D D απβ=-(6-19)式中 a v ——空气螺旋运动的实际速度(m/s),其气流轴线与燃烧器轴线的交角为90β︒-;α——过剩空气系数;0V ——理论空气需要量(Nm 3/Nm 3); g L ——燃气耗量(Nm 3/h);a T ——空气温度(K);β——空气螺旋运动的平均上升角,其值与蜗壳结构有关,按表6-3确定。
空气螺旋运动的平均上升角β 表6-322a ina a a (1)22v v H ρξρ=+-(6-20)式中 a H ——燃烧器前空气所需的压力(Pa);ξ——空气入口动压的阻力系数,对蜗壳供气,2p abD =0.35时,ξ=2.8~2.9;对切向供气,2pabD =0.35时,ξ=1.8~2.0; in v ——燃烧器入口的空气流速(m/s)。
0g ain 10.0036288V L T v ab α=(6-21)式中 a 、b ——空气入口尺寸(mm)。
2.燃气系统计算g'g 'g10.0036L F v =(6-22)式中 'g F ——燃气分配室截面积(mm 2);'g v ——燃气分配室内燃气的流速(m/s),一般取'g v =15~20m/s 。
1122d h d h ≈ max 0.5 1.375h h D h =+=(6-23)式中 m a xh——射流边界最大穿透深度;h ——射流穿透深度;D ——射流直径。
max 20.5h =∆,20.50.361.375h =∆=∆ (6-24)max max12220.8()0.8(1.3750.75)0.18h h D h =-=-=∆10.13h =∆(6-25)0.75sin hD β=(6-26)min 0.75sin hs β≥(6-27)max min(2)p D h Z s π-≤(6-28)2220.74d F z π= (6-29)F ggL F v ε=(6-30)式中 F ε——压缩系数(按式(4-34)计算)F gg 2220.9L v z d ε= (6-31)20.9sd K =(6-32)2gg g 2H g 112v H ρεμ= (6-33)式中 g H ——燃气所需压力(Pa);H ε——压缩系数(按式(4-38)计算);g μ——燃气孔口流量系数,按式(6-5)选用。
(二)套管式燃烧器(图6-11)的设计计算方法:g o v或a o v =(6-34)式中 g o v 、a o v ——燃气、空气在出口截面的流速(m/s);P ——燃烧器前燃气压力或空气压力(Pa);0ρ——燃气或空气的密度(kg/m 3); T ——燃气或空气的温度(K);ξ——燃烧器阻力系数,对图6-11所示结构形式a ξ=1.0;g ξ=1.5。
g g g0.0036L F v =aa a0.0036L F v =式中 g F ——燃气喷口截面积(mm 2);a F ——空气套管截面积(mm 2); g L ——燃气用量 (m 3/h);a L ——空气量(m 3/h)。
g d =a d =式中 g d ——燃气喷口直径(mm);a d ——空气套管直径(mm)。
3.计算燃气和空气在出口截面上的实际流速g g0o T v v T = a ao T v v T =d=mL——燃气-空气混合物流量(m3/s);式中mv——燃气-空气混合物出口速度(m/s);md——燃烧器出口直径(mm)m。