Справочник домашнего мастера

Справочник домашнего мастера

В газовых горелках для превращения потенциальной энергии давления газа в кинетическую служат сопла. Одновременно струя газа оформляется по конфигурации и направлению. Различают горизонтальные и вертикальные сопла (рис. 1-10-7, 1-10-8). Вне зависимости от положения диаметр отверстия в сопле должен соответствовать виду газа (табл. 1.10.11).

Рис. 1-10-7. Части газового тракта газовых плит прошлых лет выпуска: а — пробковый кран, б, в — горизонтальные горелки;
1 — щиток; 2 — регулятор первичного воздуха; 3 — корпус горелки; 4 — колпачок; 5 — насадка; 6 — газопровод; 7 — корпус горелки; 8 — пробка; 9 — стержень; 10 — стопорный винт; 11 — сопло горизонтальное

Рис. 1-10-8. Верхняя часть газовой плиты «Электа»: а — детали; б — положение рукояток управления; 1 — панель; 2 — регулировочный винт; 3 — вертикальная горелка; 4 — щиток; 5 — вертикальное сопло; 6 — пробка; 7 — корпус; 8 — крышка; 9 — стержень; 10 — пластинчатая пружина; 11 — дверца духовки; I — полностью открыто; II — открыто на «малое пламя»; III — закрыто

Зависимость диаметра отверстия сопла от вида газа

Тепловая мощность горелок, кВт	Газ	Давление газа		Диаметр отверстия	Маркировка
		Па	мм вод. ст.	сопла, мм	сопла
Нормальная 1,7	Природный	1274	130	1,18	118
	1960	200	1,08	108
	Сжиженный	2940	300	0,75	075
	Бутан	2940	300	0,70	70
Повышенная 2,6	Природный	1274	130	1,50	150
	1960	200	1,33	133
	Сжиженный	2940	300	0,91	091
	Бутан	2940	300	0,85	085
Духовки 3,24	Природный	1274	130	1,40—1,58	140—158
	1960	200	1,25—1,43	125—143
	Сжиженный	2940	300	0,90—1,02	090—102
	Бутан	2940	300	0,80	080

Для замены горизонтальных сопел снимают вкладыши-конфорки, подконфорочный лист, выкручивают винты крепления стола и снимают стол. Вывертывают сопло гаечным ключом 17×19. Другое сопло закручивают по краске, нанесенной на резьбу. На последние два-три витка, остающиеся до полного завинчивания сопла в стальную трубку, наматывают нити уплотнения. При этом стараются не повредить резьбу сопла из алюминиевого сплава.

Для замены вертикальных сопл снимают решетку стола и вынимают горелки. На плитах прошлых лет выпуска, чтобы вывернуть сопло, необходим специальный торцовый ключ, а на современных плитах типа «Электа» можно обойтись гаечным ключом 8×10.

Вертикальные сопла изготавливают из латуни, а остовы, в которые они вкручиваются, из алюминиевого сплава. Поэтому особенно осторожно следует относиться к резьбе.

В выпускаемых промышленностью плитах обычно установлены сопла, рассчитанные на природный газ. Очень редко в комплекты плиты входят наборы сопел. Чтобы расход газа не был завышенным, в некоторых случаях, особенно при пользовании сжиженным газом из баллонов, требуется уменьшить диаметр сопла. Для этого в первую очередь определяют диаметр отверстия, имеющегося в сопле. Если плитой пользовались длительное время (или она находилась на хранении перед продажей или плановой установкой), поверхность сопла затягивается пленкой окислов и маркировку найти трудно. Для определения диаметра отверстия подбирают проволочку, которая бы туго входила в сопло. По диаметру проволочки, измеренному микрометром или штангенциркулем, определяют диаметр сопла. Если для замера используют линейку, то, чтобы достигнуть более точных результатов, следует замерять не одну проволочку, вынутую из отверстия сопла, а две, сжатые плоскогубцами. Понятно, что вторая проволочка по диаметру равна первой.

Если диаметр отверстия в сопле превышает нужный (см. табл. 1.10.11), то его уменьшают. Для этого отверстие частично заклепывают, все время замеряя его эталонной проволочкой, равной по диаметру нужному отверстию.

При втором способе уменьшения отверстия в сопле подбирают подходящую проволочку. Ее конец длиной 5—10 мм загибают под углом 90° и вводят в отверстие сопла. Хвост проволочки обматывают вокруг стальной трубки у горизонтального сопла или вокруг остова у вертикального сопла. Проволочка может быть из любого материала, так как температура сопел равна температуре окружающей среды или немного превосходит ее. В процессе пользования плитой сопла заливают и засоряют. Прочищают сопла обычными примусными иглами. Изготовить такую иглу можно их полоски жести и стальной проволочки. Вместо жести годится мягкая алюминиевая или медная трубка. Проволочку зажимают в изгибе полоски или трубки.

Диаметр сопла газовой горелки

Самый простой пример — паяльная лампа. Подсос воздуха никак не регулируется, мощность — давлением горючего.
Обычно, чем больше давление, тем громче шумит, — лучше перемешивание — лучше греет.

Давление — чем больше, тем лучше (в разумных пределах), проще регулировать. И от имеющегося давления зависит диаметр сопла инжектора — чем ниже давление, тем больше диаметр. Да, диаметр зависит и от мощности нагрева, которую надо получить (0,1 — 0,15 у ювелирных горелок, 0,3 — 0,5 на паялках). Подбирал экспериментально.
Желтый вялый факел — много горючего, отрывает факел — мало, голубой прозрачный — само то.
Да, чтоб не отрывало факел — ставят рассекатель, тормозящий поток, добавляют дополнительно поджигающий факел.

Скорость истечения-то с чего увеличится, если давление то же?
Если надо увеличивать содержание воздуха, то увеличивать окна, поиграть размером камеры.
Если не помогает — уменьшать диаметр инжектора.
Или повышать давление.
Кстати, подогрев (за счет теплопередачи от факела) может менять режимы (уменьшается подсос воздуха), лучше иметь запас.

Инжекционные горелки:

Моей первой ошибкой было расположить воздушный дроссель слишком близко к форсунке. Горелка голодная до воздуха и наддув обязателен.Близко расположенная заслонка не дававла образованию нормальной газовой смеси.Горелка запускалась в спочти закрытой заслонкой а при полностью открытой сбивала пламя. Приходилось постоянно регулировать. Сейчас разнес расстояние между форсункой и заслонкой. Стало на много лучше но теперь надо увеличить мощность вентилятора.Фото старое. Показанно как было.

Окончательного фото нет. Это я все мои эксперементы фиксировал.Печка только сегодняшняя. Сопло 200 мм. диаметр 32 мм. Остальное все труба 40 мм. Боченки длинной 110 мм. Пламя должно ровное с синеватым оттенком.Всегда играюсь редуктором и заслонкой для достижения необхобимой температуры. На больших заготовках заслонка открыта полностью, на редукторе 1.5-2 атм. Когда печь прогревается снижаю до 1-1.2 атм. газ экономлю. Вход в печь закрываю кирпичем но небольшой зазор оставляю. Попробуй запусти печь, дай ей погреться минут 10 с прикрытым входом.Кирпичи должны быть красными в нутри. Потом эксперементируй с давлением, форсункой, заслонкой и т.д. Ум меня все соединения как видишь резьбовые и проще модулировать.

Соотношение газ-воздух, для каждой системы подбирается свое.
Если пламя соломенного цвета и идет черный дымок (не дымит, а именно дымок, его можно увидеть если поставить лист бумаги), значит не хватает кислорода.
Если отрывает факел, соответственно много воздуха.
Пламя, в идеальных условиях должно быть ярко голубым (для природного газа), или с желтыми языками (для балонов с пропан-бутановой смесью, как на рисунке).

Наладку по газу-воздуху делают только на прогретом агрегате, для таких размеров 10-15 минут должно хватить.
Лучше если подсосы воздуха по периметру будут целиком убраны. Подсосы создают в топке местные перепады и могут просто разорвать обмуровку. Промазать топку шамотом, что поможет избежать проблеммы, настойки каждый раз.

Вопрос всем.
Я немного не понимаю зачем давление в 1-2 кг?
Смысл всего этого?
На рабочем газовом котле оно до 400 мм, и греет не три саниметра площади.
Пылесос громко и неэстетично обычного короба с вентилятором за 100-200 рэ за глаза, для такой живопырки.
Может лучше попытаться поток закрутить увеличив длину факела или горелку кольцевую или подовую сделать. Для такой системы ИМХО лучше.

Но раз уж хотите инжекционную, попробуйте разбить поток воздуха, до горелки, или закрутить его. Приостановив и прибавив кислорода в облать горения.

Вы написали, что горелка уже есть, нарисуйте, хотя-бы схематично, как выглядит. Уже готовое изделие проще оптимизировать по горению, чем делать новое.

Скорее всего Вам не сформировать факел, т.е. нет амбразуры.
Нарисуйте, постараюсь помочь советом.

Направляющих на горелки не нашел, ни рисунков, ни фото. Блин видимо такой жуткий секрет
Нашел нечто похожее, только с отверстиями, а на направляющих горелок щель

12. Расчёт газовой горелки

Расчет горелок приходится выполнять как при проектировании новых конструкций (конструк­тивный расчет), так и в случае при­менения ранее разработанных горелок для новых условий ра­боты (поверочный рас чет).

Сопловая часть. Подавляющее большинство горелок рабо­тает в условиях докритической скорости истечения газа, т.е. при его избыточном давлении не более 85 кПа. При давлении газа перед соплом более 85 кПа наступают критические условия истечения. В нерасширяющемся сопле скорость газа достигает скорости звука и дальнейшего увеличения ее не происходит. Для полу­чения максимальной (сверхзвуковой) скорости следует применять сопло с расширяющимся насад­ком (сопло Лаваля).

Однако до избыточных давлений 100-150 кПа расширяющийся насадок сопла получается та­ким малым, что практически те же результаты дают обычные сопла, изготовление которых значи­тельно проще.

Истечение газа из отверстия или сопла сопровождается двумя явлениями:

снижением скорости струи из-за наличия сопротивления трения и потерь энергии за счет за­вихрения потока;

сжатием струи, заключающимся в том, что минимальное сече­ние ее оказывается меньше, чем сечение отверстия или сопла. Это имеет место из-за наличия инерции газовых струй при входе в отверстие или сопловой канал.

Тракт воздуха и смеси. При расчете тракта движения воздуха и смеси в пределах го­релки учитываются только местные сопротивления, вызываемые изменениями величины или на­прав­ления скорости потока.

В горелках полного и частичного предварительного смешения кроме неизбежных измене­ний скорости и направлений потока воздуха и смеси, обусловленных конструкцией горелки, имеют место значительные потери давления в смесителе, так как наиболее эффективное смешение происходит при больших скоростях взаимодействующих струй газа и воздуха.

Как правило, наибольшая потеря давления в кинетических горелках связана с необходи­мостью создания такой выходной скорости, которая может обеспечить устойчивую работу горелки без проскоков пламени при заданных минимальных нагрузках.

КП-2069059-270109-051332-09

Для диффузионных горелок и горелок с частичным пред­варительным смешением, если смесь лежит вне концентрационных пределов воспламенения, выходная скорость может быть зна­чительно ниже. В-этом случае она определяется требованиями про­цесса турбулентной диффу­зии в топке или условиями стабилизации факела

Рисунок 9 — Схема газовой горелки

Принцип работы и порядок расчета горелок среднего давления

Эжекционные горелки среднего давления обеспечивают эжектирование всего необходимого для горения воздуха. Эти горелки отличаются высокой эффективностью сжигания газа.

Наиболее распространенные из таких горелок — туннельные горелки, оптимальная конструк­ция которых приведена на рис.3.

В смесительной части эти горелки мало отличаются от выше рассмотренных горелок низкого давления. Отличия заключаются в следующем; отношение диаметра горловины к диаметру сопла значительно больше; длина горловины и диффузора также больше. Это связано с увеличенным подсосом воздуха и необходимостью улучшения перемешивания газа с воздухом.

Высокое качество смешения газа с воздухом в эжекторе обеспе­чивает высокую полноту сгора­ния газа в дальнейшем. Поэтому эжекционные горелки среднего давления требуют наименьших по сравнению с другими горелками избытков воздуха. Практически коэффициент избытка α = 1,04-1,05 бывает уже достаточным для обеспечения полноты сгорания газа.

Горелка заканчивается суживающейся головкой, через кратер которой газовоздушная смесь выходит в огнеупорный туннель, где и происходит ее горение.

Для предотвращения проскока пламени внутрь горелки скорость выхода смеси из кратера принимают очень большой, в десятки раз превышающей максимальную для данной смеси скорость распро­странения пламени (для номинальной нагрузки скорость выхода смеси из кратера со­ставляет для природного газа 10-20 м/с).

Стабилизатором пламени, предотвращающим отрыв, является туннель, огнеупорные стенки которого при нормальной работе горелки находятся в раскаленном состоянии. Одновременно рез­кое изменение проходного сечения при выходе потока из кратера в туннель создает условия для образования вихревых токов горящей смеси и рециркуляции горячих продуктов сгорания к осно­ванию факела. Этим обеспечивается. непрерывное зажигание смеси у кратера горелки и, следо­вательно, предотвращается отрыв пламени от него.

Как и все другие горелки эжекционного типа, туннельные горел­ки обладают свойством само­регулируемости по воздуху, т.е. коэф­фициент эжекции их остается примерно постоянным при изме­нении расхода газа в 3-4 раза.

Однако следует иметь в виду, что чрезмерное снижение нагрузки таких горелок делает вероятным проскок пламени. Поэто­му нижний предел регулирования составляет обычно около 50% номинальной нагрузки горелки.

При расчете эжекционных горелок среднего давления необхо­димо учитывать, в отличие от горелок низкого давления, следующие особенности:

при истечении газа из сопла его давление значительно изменяется, вследствие чего необ­ходимо учитывать сжимаемость газа, т.е. скорость выхода из сопла следует рассчитывать по формулам адиабатического истечения;

при конструировании проточной части эжекционного смеси­теля необходимо учитывать высокую скорость эжекции воздуха, сравнимую со скоростью газа;

при определении диаметра кратера головки горелки необхо­димо учитывать условие предот­вращения проскока пламени внутрь горелки.

Рекомендуется следующая последовательность расчета эжекционной горелки среднего дав­ления.

1. Определяется скорость истечения газа из сопла, м/с:

где μ — коэффициент расхода сопла;

К — показатель адиабаты. Зависит от состава газа: для при­родного газа К = 1,3, для воздуха K = 1,4;

P₁ — абсолютное давление газа перед горелкой, Па;

Р₂ — абсолютное давление после эжектора, Па (обычно прини­мается равным атмосферному давлению), Р₂ = 101,3 кПа;

ρ₁ — плотность газа, приведенная к параметрам перед го­релкой, кг/м 3 . Определяется по формуле

где ρ_г — плотность газа при нормальных условиях, кг/м 3 ;

t_Г — температура газа перед соплом, °С.

Критическое отношение давлений (P₂/P₁)кp для метана (природ­ного газа) равно 0,546. Следо­вательно, при начальном давлении газа Р₁ = 186 кПа (избыточное давление 85 кПа) возникает крити­ческая скорость истечения.

Докритические скорости истечения имеют место при отношении давлений (Р₂/Р₁) > 0,546. В этом случае устанавливают сужи­вающиеся сопла. При условии (Р₂/Р₁) < 0,546 применяют со­пла Лаваля, коэффициент расхода для которых можно прини­мать μ_с= 0,95 — 0,97.

Для суживающихся конических сопел коэффициент расхода принимается: для сопел с углом конусности 45° и цилиндрическим участком l_c/d_c = 0,5 величина μ_с = 0,9, а для сопла с углом конус­ности 13° μ_с= 0,95.

По известным расходу газа V_г, м 3 /ч, и скорости истече­ния W_с определяется пло­щадь поперечного сечения сопла, мм , и диаметр сопла, мм:

(58) 58 (

Определяется массовый коэффициент эжекции

где α₁ = 1,04 — 1,1 — коэффициент избытка воздуха;

Рисунок 10 — Диаграмма зависимости K и d_д/d_г

=ρ_г/ρ_в — относительная плотность газа;

V — теоретически необходимое количество воз­духа, м 3 /м 3 .

4.Рассчитывается коэффициент В, входящий в основное урав­нение горелки:

5. Определяется оптимальное значение параметра горелки Ф₁ = F_г/F:

где К — коэффициент потерь в эжекторе;

К₁ — коэффициент потерь в головке и огневой части горелки;

К₂ — коэффициент потерь во всасывающем конфузоре горелки.

Коэффициент К определяется но графику на рис.4 в зависи­мости от отношения диаметра диффузора d_Д к диаметру горлови­ны d_Г смесителя. Так как эти диаметры еще не определены, то используется метод последовательных приближений. Предваритель­но задаются значением коэффи­циента К и уточняют его значение по графику на рис.4 после определения d_Д и d_Г.

Коэффициент К₁ потерь в головке горелки зависит от гидравли­ческого сопротивления головки и туннеля, от отношения скоростей выхода потока из диффузора и выхода из туннеля, от темпера­туры и плотности продуктов сгорания в туннеле горелки.

Определение коэффициента К₁ связано с использованием боль­шого количества эксперименталь­ных данных и эмпирических зави­симостей. Поэтому целесообразно принимать этот коэффициент по аналогии с выполненными горел­ками. В учебных расчетах горелок рекомендуется принимать К₁ = 1,2 — 1,3.

Коэффициент К₂ вычисляется по формуле

где μ_B — коэффициент расхода всасывающего конфузора, отра­жающий потери энергии в нем с учетом неравномерности поля ско­ростей.

На величину μ_в в значитель­ной степени влияет профиль наруж­ной поверхности газового сопла и шероховатость его поверхности.

Для увеличения коэффициента μ_в целесообразно несколько отодвигать сопло от начала ка­меры смешения (до 0,3 с/_г), так как при этом уменьшаются потери от обтекания сопла.

Для всасывающего конфузора, проточная часть которого выполнена в виде плавного сужения с радиусом закругле­ния R_B=(0,3-0,7)d_Г при хорошем профиле наружной поверхности сопла, коэффициент расхода μ_в = 0,85-0,90. Этим значениям μ_в соответствует К₂ = 0,62-0,77. В учеб­ных расчетах рекомендуется принимать К₂ = 0,7.

6.Рассчитываются площадь выходного отверстия (кратера) горелки по формуле, см 2 :

и диаметр кратера, см:

Определяется скорость выхода газовоздушной смеси из кра­тера горелки, м/с:

Полученная скорость должна быть больше предельной скорости W_пр, при которой происхо­дит проскок пламени в отверстие диа­метром d. Значения максимальных предельных скоростей для природного газа, соответствующие проскоку пламени в горелках без искусственных стабилиза­торов, приведены в таблице 16.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Одна из причин связана с изменением абсолютных и относительных значений скоростей истечения газа и воздуха из горелки; поскольку значения расхода газа и коэффициента избытка воздуха остаются почти постоянными, то соотношения скоростей меняются в значительной мере даже при неизменном диаметре газового сопла .  [46]

При этом в центральной трубке делаются щелевые вырезы. Диаметр газового сопла dsc рассчитывается. Переделанная а природный газ горелка Стальпроекта изображена на фиг.  [47]

Эжекционные горелки изготовляются из составных деталей в зависимости от назначения. Меняя диаметр газового сопла , можно получить горелки разной производительности.  [48]

Проведенные Мосгазпроектом испытания котла ДКВ-65-13, оборудованного четырьмя горелками ИГК-250, показали, что полное сгорание газа без признаков химического недожога достигается при коэффициенте избытка воздуха в топке 1 05 — 1 08, что говорит об очень хорошей подготовке газовоздушной смеси в горелках. Уменьшение количества инжектируемого горелкой первичного воздуха путем увеличения диаметра газового сопла или прикрывания воздушной регулировочной шайбы для уменьшения количества первичного воздуха до 0 9 — 0 98 от теоретически необходимого приводит к появлению химической неполноты горения д3 2 — г — 11 % даже при увеличении разрежения в топке до 5 — 6 мм вод. ст. Этот пример характеризует влияние количества первичного воздуха в газовоздушной смеси, выходящей из горелки, на эффективность сжигания газа.  [49]

Опыт эксплуатации этих горелок показал, что они даже в расчетных условиях работают с недостатком воздуха. Поэтому при использовании старых горелок Стальпроекта необходимо несколько уменьшать диаметр газового сопла с соответствующим пересчетом пропускной способности.  [50]

Затем проверяют правильность ранее принятой величины сопротивления смесителя и в случае необходимости делают повторный расчет по уточненной величине сопротивления. Дальше по формуле ( 11 — 10) находят диаметр газового сопла dc, его площадь и необходимую среднюю расходную скорость для пропуска заданного количества газа.  [51]

Следует отметить, что изложенный здесь метод расчета инжекции является наиболее простым и наглядным. Пользуясь этим методом, можно с приемлемой точностью определить, какое отношение диаметра кратера к диаметру газового сопла способно обеспечить требуемый коэффициент инжекции. На основании такого упрощенного расчета изготовляется несколько газовых сопл.  [52]

Анализируя основное уравнение инжекции ( 10 — 17), нетрудно обнаружить, что при подогреве газа и воздуха до одинаковой температуры саморегулирование горелки не нарушается. Если же изменяется температура только одного из компонентов горения, то саморегулирование нарушается, и для получения прежнего коэффициента инжекции необходимо изменить соотношение — диаметра кратера к диаметру газового сопла .  [54]

Огневой насадок горелки, кроме 40 отверстий диаметром 4 мм, расположенных на его боковой поверхности, имеет одно отверстие диаметром 6 мм на торцовой заглушке. При внесении запальника в запальное отверстие факел у торцового отверстия продолжает гореть снаружи насадка. Диаметр газового сопла принимается при среднем давлении газа 1 0 мм, при низком давлении — 2 0 мм.  [55]

Кроме того, чем больше теоретический расход воздуха, тем на большем пути происходит перемешивание газа с воздухом и тем длиннее факел. С увеличением скорости истечения воздуха длина факела сокращается. С уменьшением диаметра газового сопла увеличивается скорость истечения и уменьшается длина факела.  [56]

Смесителя нет; газ и воздух подают в виде параллельных потоков: газ — по внутренней трубке, воздух — по зазору между корпусом горелки и радиационной трубой. Для стабилизации Горения служит завихритель. Длина факела зависит от диаметра газового сопла , соотношения скоростей газового шг и воздушного WB потоков, температуры газа и воздуха, коэффициента а и пр. Горелка этого типа проста и надежна в эк-срлуатации.  [57]

Средний расход углекислого газа при полуавтоматической сварке конструкций из низколегированных и малоуглеродистых сталей составляет для стыковых соединений — 500 — 600 л / час, для угловых соединений — 300 — 400 л / час, или 0 10 — 0 20 ж3 на 1 кг наплавленного металла. Расход уменьшается для первых узких слоев шва и увеличивается для последних широких слоев. Он возрастает также при сквозняках, при увеличении диаметра газового сопла и расстояния от торца сопла до металла, при увеличении тока, напряжения на дуге и скорости сварки.  [58]

Высокая надежность работы отличает ряд одно — и многофакельных запальников конструкции Ленгипроинжпроектаг предназначенных для топок с разрежением и противодавлением. Для введения этих запальников в топку в ее кладке должно, быть отверстие диаметром не меньше 50 мм. При изменении состава и давления газа в запальниках изменяют только диаметр газового сопла .  [60]