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1、-燃气燃烧课程设计 题目： 燃气燃烧课程设计 学院： 建筑工程学院 专业： 建筑环境与能源应用工程 *： *冷 *： 指导教师： 王 伟 2016年12月26日目 录1设计概述12设计依据12.1原始数据12.2燃气根本参数的计算12.2.1热值的计算12.2.2燃气密度计算22.2.3燃气相对密度计算22.2.4理论空气需要量的计算22.3头部计算32.3.1计算火孔总面积32.3.2计算火孔数目32.3.3计算火孔间距42.3.4计算火孔深度42.3.5计算头部截面42.3.6计算头部截面直径42.3.7计算火孔阻力系数52.3.8计算头部能量损失系数52.4引射器计算52.4.1计算引射
2、器系数52.4.2计算引射器形式52.4.3计算燃气流量62.4.4计算喷嘴直径62.4.5计算喷嘴截面积62.4.6计算最正确燃烧器参数62.4.7计算A值72.4.8计算*值72.4.9计算引射器喉部面积72.4.10计算引射器喉部直径82.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1：82.5火焰高度计算82.5.1火焰内锥高度82.5.2火焰外锥高度82.6火孔排列92.6.1确定火孔个数92.6.2火孔分布直径的计算93设计方案计算93.1计算参数93.2详细计算步骤103.2.1头部计算103.2.2引射器计算113.2.3火焰高度计算及加热对象的设置高度12总结12参考文献13. z.
3、-1设计概述通过燃气燃烧与燃烧装置本门课程的教学，可培养学生从事燃气燃烧设备的设计、研究、应用管理等方面的能力。该课程设计是西塔品牌燃气灶具的设计与计算，本人设计的为天然气4T3。2设计依据2.1原始数据1天然气的额定工作压力为2000Pa2一次空气系数=0.63燃气温度为154设计热负荷4.2Kw5天然气4T3的相关参数表2-1 天然气4T3的相关参数类别体积分数(%)相对密度热值/(MJ/m3)华白数/(MJ/m3)燃烧势cp理论干烟气中CO2体积分数(%)H1HhW1Wh4T3CH4=38空气=620.83112.9314.3614.1915.7524.011.742.2燃气根本参数的计
4、算2.2.1热值的计算根据混合法则按下式进展计算：H = H 1 r1 + H 2 r2 + + H n rn (2-1) 式中 H 燃气混合气体的低热值 kJ / Nm3 ；H 1 , H 2 ,H n燃气中各可燃组分的低热值 kJ / Nm3 ， 查表可得；r1 , r2 ,rn燃气中各可燃组分的容积分数，原始数据；2.2.2燃气密度计算根据混合法则按下式进展计算：g = 1r1 + 2r2 + + n rn (2-2) 式中 g燃气混合气体的密度 (kg / Nm 3 ) ；1 , 2 , 3燃气中各组分的密度 (kg / Nm 3 ) ，查表可得；r1 , r2 ,rn燃气中各可燃组分
5、的容积分数，原始数据；2.2.3燃气相对密度计算 2-3式中 s 燃气的相对密度，无纲量；g燃气混合气体的密度 (kg / Nm 3 ) 。2.2.4理论空气需要量的计算当燃气组分，可按下式计算燃气燃烧所需理论空气量：0.5 H 2 + 0.5CO + ( m + 4/n)Cm H n + 1.5H 2 S O2 2-4式中V0 理论空气需要量 ( Nm 3干空气 / Nm 3 干燃气) ；H2 , CO, Cm H n , H 2 S 燃气中各种可燃组分的容积分数；O2燃气中氧的容积成分；对于烷烃类燃气天然气，石油伴生气，液化石油气可采用(2-5) 2-6 式中 -燃气混合气体的低热值和高热
6、值kj/kg2.3头部计算2.3.1计算火孔总面积 2-7式中 F p火孔总面积 (mm 2 ) ； Q 设计热负荷 (Kw) ；q p 额定火孔强度 Kw / mm 2。2.3.2计算火孔数目 2-8式中 n 火孔数目个F p火孔总面积 (mm 2 ) ；d p单个火孔的直径；圆周率，取3.14 。2.3.3计算火孔间距s = 2.5d p 2-9式中 s火孔间距(mm)；d p单个火孔的直径。2.3.4计算火孔深度 h=2.3dp 2-10式中 h火孔深度(mm)d p单个火孔的直径。2.3.5计算头部截面Fh = 2 F p 2-11式中 Fh头部截面积 (mm 2 ) ；F p火孔总面
7、积 (mm 2 ) 。2.3.6计算头部截面直径 2-12式中 Dh头部截面直径 (mm) ；F p火孔总面积 (mm 2 ) 。2.3.7计算火孔阻力系数 2-13式中 p火孔阻力系数； p火孔流量系数。2.3.8计算头部能量损失系数 2-14式中 K1头部能量损失系数，无量纲；p火孔阻力系数；t 混合气体在火孔出口的温度。2.4引射器计算2.4.1计算引射器系数 2-15式中 u 引射系数，无量纲；一次空气系数，无量纲；s 燃气的相对密度，无纲量。2.4.2计算引射器形式本设计采用 型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量损失系数K=3。2.4.3计算燃气流量 2-16式中 Lg燃气的流量(
8、Nm3 /h)；Q设计热负荷(Kw)；Hl混合气体的低热值(kJ / Nm3 )。2.4.4计算喷嘴直径 2-17式中 d 喷嘴直径(mm)；Lg燃气的流量(Nm3 /h)；s 燃气的相对密度，无纲量。H 燃气的额定工作压力(Pa )。2.4.5计算喷嘴截面积 2-18式中 Fj喷嘴截面积(mm2 )d 喷嘴直径(mm)；2.4.6计算最正确燃烧器参数 2-19式中 Flop燃烧器参数，无量纲；K 引射器能量损失系数，无量纲；K1头部能量损失系数，无量纲。2.4.7计算A值 2-20式中 A 设定量，K 引射器能量损失系数，无量纲；u 引射系数，无量纲；s 燃气的相对密度，无纲量；Fp火孔总面
9、积(mm2 )；Flop燃烧器参数，无量纲。2.4.8计算*值 2-21式中 *设定量；A设定量。2.4.9计算引射器喉部面积 2-22式中 Ft引射器喉部面积(mm2 )；*设定量；Flop燃烧器参数，无量纲；Fp火孔总面积 (mm2 )。2.4.10计算引射器喉部直径 2-23式中 d 引射器喉部直径(mm)；Ft引射器喉部面积(mm2 )；圆周率，取3.1415 。2.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1：2.5火焰高度计算2.5.1火焰内锥高度 2-24式中 hic火焰内锥高度(mm)；K 与燃气性质及一次空气系数有关的系数；fp单个火孔的面积(mm2 )；qp火孔热强度(Kw /m
10、m2 )，2.5.2火焰外锥高度 2-25式中 hout火焰外锥高度(mm)；n 火孔排数；n1表示燃气性质对外锥高度影响的系数；fp单个火孔的面积(mm2 )；qp火孔热强度(Kw /mm2 )，。dp单个火孔的直径，。2.6火孔排列2.6.1确定火孔个数根据计算出的火孔总个数，确定每排火孔的个数，合理分配布置。2.6.2火孔分布直径的计算 2-26式中 Di第i 排火孔的分布直径mm；ni 第i 排火孔的个数；圆周率，本设计取3.14。3设计方案计算3.1计算参数燃烧器的热负荷为Q=4.2Kw，气源为天然气H1=12930KJ/m3，=0.553kg/m3。一次空气系数=0.6，过剩空气系数=1.8，二次空气流速取0.5m/s，火孔出口温度为100，火孔内平均温度为330K，火孔出口温度为373K，火孔热强度qp=9.5W/mm2。3.2详细计算步骤3.2.1头部计算1计算火孔总面积Fp取火
