Горелка Советский патент 1993 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к горелкам и может быть использовано в термических печах и камерах сгорания котельных и газотурбинных установок.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса горения за счет улучшения качества смешения.

Указанная цель достигается тем, что горелка, содержащая корпусе кольцевой газо- подводящей трубой вокруг него, имеющей кольцевые ряды наклонно расположенных по отношению к радиусу корпуса сопел, в каждом ряду сопла выполнены с разным диаметром и под разным углом наклона к радиусу корпуса, при этом в каждом сечении выполняется условие

dfcostp}- v cos V 2 hr + hr const;

hV hr/A где d - диаметр сопла;

1/ -угол наклона сопла к радиусу корпуса;

А - характерный размер потока;

hr глубина проникновения по радиусу. Известно, что

...(1);И- ; h h/A.

- h2r

Известно также, что

hs2 - 2hs costf + (1-{1-hr)23 О

или

hs cos V+ V cos2 V 2 hr + h (2)

ел

с

00

со ю оо

СП

так как hs an

yp-n аэ

(3)

Условие реализации 0 const с учётом специфики задачи может быть получено из уравнений (1-3) соотношением вида

d(cos V+ v cos tp - 2 hr +Ъ const.

В приведенных выше формулах: 0- параметр качества смешения; h - глубина проникновения струй; А - характерный размер потока; t/;- угол между осью и радиусом.

женных, к радиусу корпуса сопел 3, причем в каждом ряду сопла выполнены с разным диаметром и под разным углом наклона к радиусу корпуса, при зтом в каждом сечении выполняется условие

Использование: для сжигания газообразного топлива в различных тепловых агрегатах. Сущность изобретения: диаметр сопла 3d и угол между осью сопла и радиусом корпуса меняются в окружном направлении, но в каждом конкретном сечении выполняется условие d (cos ty + + Vcos2V -2 hr + h const. 4 ил.

G1 Оси

AM

d rfT;

G - массовый расход;

р- плотность;

an - коэффициент формы струи;

л - число отверстий;

d - диаметр;

/I коэффициент расхода;

индексы: s - а плоскости траектории оси струи, г - по радиусу (по нормали); 2 - ограничение по передней границе струи; 3 - ограничение по конвективному массопе- реносу; 1 - поперечный компонент; см - смесь.

Таким образом, равномерное распределение поперечного компонента по углу возможно зз счет изменения диаметра насадка вдоль распределителя. Причем диаметр насадка уменьшается от места подвода а коллектор до диаметрально противоположного сечения (при условии одностороннего подвода). Для обеспечения равномерного распределения поперечного компонента по радиусу корпуса из уравнений (1-3) с учетом специфики задачи необходимо дополнительно выдержать условие

й(со$т/)+ cos2tp2 hr -f hr - const,

т.е. увеличить угол от места подвода в распределитель до диаметрально противоположного сечения. Для обеспечения совпадения геометрического и истинного . значений угла ty высота насадка должна быть не менее 1,5 диаметров его.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющими признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа, не обнаружены. Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг, 1 приведен продольный разрез устройства; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел В на фиг.2; на фиг. 4 - узел С на фиг.2.

Горелка содержит корпус 1 с кольцевой газоподводящей трубой 2 вокруг него, имеющей кольцевые ряды наклонно располо

d(cosгр+ VCQS тр - 2Ъг + h -const.

Горелка работает следующим образом.

Воздух поступает непосредственно в корпус 1, а горючее из кольцевой газоподводящей трубы через сопла 3 истекает в корпус 1, где эффективно перемешивается за счет равномерного распределения горючего в окружном направлении и по радиусу за счет того, что в каждом ряду сопла выполнены с разным диаметром и под разным углом наклона к радиусу корпуса.

Исследования, проведенные в лаборатории Гидрогазодинамика в широком диапазоне изменения геЈметрических и режимных параметров: G 0-Ю,70; /У 1,0 +2,65; 5 0,098-Ю.785, показали, что наиболее высокие результаты

по эффективности могут быть получены при условии:

1) в каждом конкретном сечении коллектора выполняется условие d(cos ip+

+VCOs2 -2hr+hr; const;

2)Нг Езг 0,59 + 0,61;

3) n- 1 35GCM H PCM

. S 0 А1 Ь А

Формула изобретения Горелка, содержащая корпус с кольцевой газоподающей трубой вокруг него, имеющей кольцевые ряды наклонно расположенных по отношению к радиусу корпуса сопл, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания путем улучшения смешения, в каждом

ряду сопла выполнены с разным диаметром и под разным углом наклона к радиусу корпуса, при этом в каждом сечении выполняется условие

d(cos тр+ vCos2 -2 hr + hf const,

где d - диаметр сопла;

ty- угол наклона сопла к радиусу корпу- са;

hr hr/A - глубина проникновения струй по радиусу корпуса;

А - характерный размер потока.