Файл: Найденов, Г. Ф. Газогорелочные устройства с регулируемыми характеристиками факела.pdf

ного потока. Относительная полная скорость возрастает по всему сечению закрученного потока с ростом интенсивности крутки. На осевую струю поджатие потока в тангенциальном патрубке не оказывает влияния.

При уменьшении проходного сечения тангенциального патрубка на 33% Wn увеличивается примерно на 12%. Акси­

зан на рис. 17. По оси ординат отложена величина отношения расхода воздуха по элементарной концентрической площади ко всему расходу воздуха через горелку:

При п = 1,8 (тангенциальный поток не поджат языковым шибером) расход по кольцевому сечению шириной 0,Ш

и средним относительным радиусом 0,9 составляет более 50% всего количества воздуха, подаваемого в горелку. С уве­ личением закрутки потока расход по этому кольцевому се­ чению возрастает. Так, при п = 3,1 по периферийному коль­ цевому сечению расход составляет 65—70% от У0бщ, а при

увеличении интенсив­

50

сительной величине осевого расхода б по трубе с относи­ тельным диаметром, равным 0,5. Как видно из рисунка, из­ менение доли общего расхода воздуха, подаваемого по осево­ му подводу, позволяет менять распределение воздуха по сечению цилиндрического канала горелки. При б = 0,5 рас­ пределение расхода значительно равномернее, чем при по­ даче всего воздуха по танген­

изменение величины относительного расхода по периферий­ ному кольцевому сечению шириной 0,2 R и средним относи­

Перераспределение общего расхода воздуха между тан­ генциальным и осевым подводами изменяет интегральное значение интенсивности крутки комбинированного потока и распределение расхода воздуха по сечению цилиндрического канала, изменяя тем самым условия перемешивания топли­ ва и окислителя.

Характер распределения расхода воздуха в плоскости ввода топлива определяет выбор дальнобойности газовых струй. Однако для расчета газовыдающего аппарата необхо­ димо знать еще скорость сносящего потока на участке даль­ нобойности струи. Естественно, изменение эпюры скоростей воздуха по радиусу цилиндрического канала приводит к изменению скорости сносящего потока на участке дально­ бойности газовых струй.

СКОРОСТЬ СНОСЯЩЕГО ПОТОКА НА УЧАСТКЕ ДАЛЬНОБОЙНОСТИ СТРУИ

При конструировании горелок для расчета глубины про­ никновения струй газа в сносящий поток пользуются фор­ мулой [20 ]

(38)

где h — абсолютная глубина проникновения оси струи в по­ ток, т. е. расстояние от плоскости выходного отверстия газо­ вого сопла до оси струи, принявшей направление потока; Ks — коэффициент, зависящий от величины отношения шага между газовыпускными отверстиями к диаметру газовы­ пускных отверстий сопл (рис. 20); Ка — коэффициент, зависящий от угла атаки, т. е. угла между направлением истечения струи и направлением сносящего потока.

Смысл коэффициента K s заключается в том, что с увели­ чением диаметров струй и глубины их проникновения в по­ ток, т. е. с увеличением площади их проекции на площадь поперечного сечения канала, в котором движется поток воз-

52

духа и поперек которого развиваются газовые струи, умень­ шается свободная площадь сечения. Это оказывает влияние на скоростное поле воздушного потока. Следовательно, за­ висимость между коэффициентом Д'8 и отношением площади поперечного сечения воздушного канала FKк сумме площа­ дей проекций газовых струй 2 ф пс примет вид

=

2фп.с)

Значения коэффициента Ка, полученные экспери­ ментально, примерно соот­ ветствуют равенству Ка = = sin а, где а — угол ата­

ки. Расхождения между экспериментальными и расчетными значениями Ка не превышают 10%.

В работе [20] Ю. В. Иванов показывает, что аэродина­ мика струи с различной формой устья сводится в поперечном сносящем потоке к закономерности развития эквивалентной свободной круглой струи.

Эквивалентный диаметр газовой струи рассчитывается по формуле [59]

(40)

где /с — площадь газовыпускного отверстия, мм2.

Выражение W JW xY p2/pi представляет собой отношение динамических напоров газовой струи и воздушного потока, где pj, р2, W,, IP2 — соответственно плотность и скорость дутьевого воздуха и газа.

Из формулы (38) видно, что для определения диаметра газового отверстия dc при заданной дальнобойности h нужно знать Wx.

В прямоточных горелках, имеющих практически равно­ мерное поле скоростей воздушного потока, 11^ определяется

53