燃氣燃燒課程設(shè)計模板

年4月19日燃氣燃燒課程設(shè)計文檔僅供參考《燃氣燃燒》課程設(shè)計題目：燃氣燃燒課程設(shè)計學院：建筑工程學院專業(yè)：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程姓名：張冷學號：0130370指導教師：王偉12月26日目錄TOC\o"1-3"\h\u92311設(shè)計概述 1291552設(shè)計依據(jù) 136032.1原始數(shù)據(jù) 159332.2燃氣基本參數(shù)的計算 1222182.2.1熱值的計算 1274912.2.2燃氣密度計算 2181102.2.3燃氣相對密度計算 2283952.2.4理論空氣需要量的計算 2303582.3頭部計算 346532.3.1計算火孔總面積 3199872.3.2計算火孔數(shù)目 3151182.3.3計算火孔間距 4276542.3.4計算火孔深度 491142.3.5計算頭部截面 4181382.3.6計算頭部截面直徑 4171052.3.7計算火孔阻力系數(shù) 547882.3.8計算頭部能量損失系數(shù) 5145662.4引射器計算 584932.4.1計算引射器系數(shù) 5170152.4.2計算引射器形式 5205242.4.3計算燃氣流量 647422.4.4計算噴嘴直徑 621722.4.5計算噴嘴截面積 6126042.4.6計算最佳燃燒器參數(shù) 646132.4.7計算A值 7117072.4.8計算X值 7293962.4.9計算引射器喉部面積 791002.4.10計算引射器喉部直徑 8305452.4.11引射器其它尺寸計算方式如附圖1： 8226322.5火焰高度計算 8136642.5.1火焰內(nèi)錐高度 875392.5.2火焰外錐高度 8105522.6火孔排列 9141132.6.1確定火孔個數(shù) 9169442.6.2火孔分布直徑的計算 9269653設(shè)計方案計算 999513.1已知計算參數(shù) 9290603.2詳細計算步驟 10294973.2.1頭部計算 10181433.2.2引射器計算 1121913.2.3火焰高度計算及加熱對象的設(shè)置高度 1230924總結(jié) 121693參考文獻 131設(shè)計概述經(jīng)過“燃氣燃燒與燃燒裝置”本門課程的教學，可培養(yǎng)學生從事燃氣燃燒設(shè)備的設(shè)計、研究、應(yīng)用管理等方面的能力。該課程設(shè)計是西塔品牌燃氣灶具的設(shè)計與計算，本人設(shè)計的為天然氣4T3。2設(shè)計依據(jù)2.1原始數(shù)據(jù)（1）天然氣的額定工作壓力為Pa（2）一次空氣系數(shù)α’=0.6（3）燃氣溫度為15℃（4）設(shè)計熱負荷4.2Kw（5）天然氣4T3的相關(guān)參數(shù)表2-1天然氣4T3的相關(guān)參數(shù)類別體積分數(shù)(%)相對密度熱值/(MJ/m3)華白數(shù)/(MJ/m3)燃燒勢cp理論干煙氣中CO2體積分數(shù)(%)H1HhW1Wh4T3CH4=38空氣=620.83112.9314.3614.1915.7524.011.742.2燃氣基本參數(shù)的計算2.2.1熱值的計算根據(jù)混合法則按下式進行計算：H=H1r1+H2r2+??????+Hnrn(2-1)式中H——燃氣（混合氣體）的低熱值（kJ/Nm3）；H1,H2,???Hn——燃氣中各可燃組分的低熱值（kJ/Nm3），查表可得；r1,r2,???rn——燃氣中各可燃組分的容積分數(shù)，（原始數(shù)據(jù)）；2.2.2燃氣密度計算根據(jù)混合法則按下式進行計算：ρg=ρ1r1+ρ2r2+??????+ρnrn(2-2)式中ρg——燃氣（混合氣體）的密度(kg/Nm3)；ρ1,ρ2,ρ3——燃氣中各組分的密度(kg/Nm3)，查表可得；r1,r2,???rn——燃氣中各可燃組分的容積分數(shù)，（原始數(shù)據(jù)）；2.2.3燃氣相對密度計算（2-3）式中s——燃氣的相對密度，無綱量；ρg——燃氣（混合氣體）的密度(kg/Nm3)。2.2.4理論空氣需要量的計算當燃氣組分已知，可按下式計算燃氣燃燒所需理論空氣量：[0.5H2+0.5CO+∑(m+4/n)CmHn+1.5H2S?O2]（2-4）式中V0——理論空氣需要量(Nm3干空氣/Nm3干燃氣)；H2,CO,CmHn,H2S——燃氣中各種可燃組分的容積分數(shù)；O2——燃氣中氧的容積成分；對于烷烴類燃氣（天然氣，石油伴生氣，液化石油氣）可采用(2-5)（2-6）式中燃氣（混合氣體）的低熱值和高熱值（kj/kg）2.3頭部計算2.3.1計算火孔總面積（2-7）式中Fp—火孔總面積(mm2)；Q—設(shè)計熱負荷(Kw)；qp—額定火孔強度Kw/mm2。2.3.2計算火孔數(shù)目（2-8）式中n——火孔數(shù)目（個）Fp——火孔總面積(mm2)；dp——單個火孔的直徑；π——圓周率，取3.14。2.3.3計算火孔間距s=2.5dp（2-9）式中s——火孔間距(mm)；dp——單個火孔的直徑。2.3.4計算火孔深度h=2.3dp（2-10）式中h——火孔深度(mm)dp——單個火孔的直徑。2.3.5計算頭部截面Fh=2Fp（2-11）式中Fh——頭部截面積(mm2)；Fp——火孔總面積(mm2)。2.3.6計算頭部截面直徑（2-12）式中Dh——頭部截面直徑(mm)；Fp——火孔總面積(mm2)。2.3.7計算火孔阻力系數(shù)（2-13）式中ξp——火孔阻力系數(shù)；μp——火孔流量系數(shù)。2.3.8計算頭部能量損失系數(shù)（2-14）式中K1——頭部能量損失系數(shù)，無量綱；ξp——火孔阻力系數(shù)；t——混合氣體在火孔出口的溫度。2.4引射器計算2.4.1計算引射器系數(shù)（2-15）式中u——引射系數(shù)，無量綱；α’——一次空氣系數(shù)，無量綱；s——燃氣的相對密度，無綱量。2.4.2計算引射器形式本設(shè)計采用Ⅲ型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量損失系數(shù)K=3。2.4.3計算燃氣流量（2-16）式中Lg——燃氣的流量(Nm3/h)；Q——設(shè)計熱負荷(Kw)；Hl——混合氣體的低熱值(kJ/Nm3)。2.4.4計算噴嘴直徑（2-17）式中d——噴嘴直徑(mm)；Lg——燃氣的流量(Nm3/h)；s——燃氣的相對密度，無綱量。H——燃氣的額定工作壓力(Pa)。2.4.5計算噴嘴截面積（2-18）式中Fj——噴嘴截面積(mm2)d——噴嘴直徑(mm)；2.4.6計算最佳燃燒器參數(shù)（2-19）式中Flop——燃燒器參數(shù)，無量綱；K——引射器能量損失系數(shù)，無量綱；K1——頭部能量損失系數(shù)，無量綱。2.4.7計算A值（2-20）式中A——設(shè)定量，K——引射器能量損失系數(shù)，無量綱；u——引射系數(shù)，無量綱；s——燃氣的相對密度，無綱量；Fp——火孔總面積(mm2)；Flop——燃燒器參數(shù)，無量綱。2.4.8計算X值（2-21）式中X——設(shè)定量；A——設(shè)定量。2.4.9計算引射器喉部面積（2-22）式中Ft——引射器喉部面積(mm2)；X——設(shè)定量；Flop——燃燒器參數(shù)，無量綱；Fp——火孔總面積(mm2)。2.4.10計算引射器喉部直徑（2-23）式中d——引射器喉部直徑(mm)；Ft——引射器喉部面積(mm2)；π——圓周率，取3.1415。2.4.11引射器其它尺寸計算方式如附圖1：2.5火焰高度計算2.5.1火焰內(nèi)錐高度（2-24）式中hic——火焰內(nèi)錐高度(mm)；K——與燃氣性質(zhì)及一次空氣系數(shù)有關(guān)的系數(shù)；fp——單個火孔的面積(mm2)；qp——火孔熱強度(Kw/mm2)，已知2.5.2火焰外錐高度（2-25）式中hout——火焰外錐高度(mm)；n——火孔排數(shù)；n1——表示燃氣性質(zhì)對外錐高度影響的系數(shù)；fp——單個火孔的面積(mm2)；qp——火孔熱強度(Kw/mm2)，已知。dp——單個火孔的直徑，已知。2.6火孔排列2.6.1確定火孔個數(shù)根據(jù)計算出的火孔總個數(shù)，確定每排火孔的個數(shù)，合理分配布置。2.6.2火孔分布直徑的計算（2-26）式中Di——第i排火孔的分布直徑（mm）；ni——第i排火孔的個數(shù)；π——圓周率，本設(shè)計取3.14。3設(shè)計方案計算3.1已知計算參數(shù)已知燃燒器的熱負荷為Q=4.2Kw，氣源為天然氣H1=12930KJ/m3，=0.553kg/m3。一次空氣系數(shù)α’=0.6，過?？諝庀禂?shù)α=1.8，二次空氣流速取0.5m/s，火孔出口溫度為100℃，火孔內(nèi)平均溫度為330K，火孔出口溫度為373K，火孔熱強度qp=9.5W/mm2。3.2詳細計算步驟3.2.1頭部計算（1）計算火孔總面積Fp取火孔熱強度qp=9.5W/mm2則火孔的總面積=mm2=442mm2（2）確定火孔尺寸及數(shù)目n，選擇圓火孔直徑dp=3.0mm，因此火孔數(shù)目==57個，采用凸緣鑄鐵頭部，孔深為2倍的火孔直徑為6.0mm。火孔間距離為直徑的2倍為6mm。（3）火孔排列，火孔布置兩排，內(nèi)圈占30%，外圈占70%。（4）燃燒器頭部截面積，進入頭部的氣流分為兩路，每一路流通截面積所涉及的火孔面積為總面積的1/2。根據(jù)Fh=2Fp，燃燒器頭部流通截面積至少為其后火孔總面積的2倍，因此頭部截面積為mm2=442mm2（5）計算理論空氣量==3.077m3（6）二次空氣面積按計算內(nèi)排孔所需二次空氣口面積。內(nèi)排孔的熱負荷約為總熱負荷的30%，為4.2×30%=1.26Kw，過?？諝庀禂?shù)取1.8，二次空氣流速為0.5m/s，則內(nèi)排孔所需二次空氣口面積==686.6mm2（7）計算頭部能量損失系數(shù)K1選取火孔流量系數(shù)μp=0.8，火孔阻力系數(shù)=0.56，混合氣體在火孔出口的溫度Tp=373K。3.2.2引射器計算（1）一次空氣系數(shù)，按式計算引射器系數(shù)，=6.2（2）選取引射器形式，本設(shè)計采用Ⅲ型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量損失系數(shù)K=3。（3）計算噴嘴直徑燃氣流量為=0.38mm相應(yīng)噴嘴截面積：0.12mm2（4）計算最佳燃燒器參數(shù)=（5）計算A值A(chǔ)＜1，說明燃氣壓力有富余，計算工況為非最佳工況（6）計算X值=（7）計算引射器喉部面積=0.22×1.16×442=112.8mm2=mm取喉部直徑dt=14mm（8）引射器其它尺寸圖如圖附錄13.2.3火焰高度計算及加熱對象的設(shè)置高度（1）火焰內(nèi)錐高度α’=0.6，可查得天然氣K=0.15，按式（2-22）計算=0.86×0.15×7.07×9.5×103=8700mm（2）火焰外錐高度取火孔6mm，查得s=1.04，火孔排數(shù)n=2，按式（2-23）計算=0.86×2×1.2×（3）加熱對象的設(shè)置高度設(shè)內(nèi)圈火孔和外圈火孔軸線與燃燒器平面夾角為60°，為了不影響火焰燃燒，火孔出口與加熱對象的垂直高度h應(yīng)為h=80mm×sin60°=69.3mm如果允許有一定的不完全燃燒，則為了增強傳熱，提高熱效率，加熱對象的設(shè)置高度能夠適度降低，但不能接觸內(nèi)焰，且須經(jīng)過實驗確定CO排放量不超標?？偨Y(jié)經(jīng)過這一周的課程設(shè)計。我想這對于自己以后的學習和工作都會有很大的幫助。在這次設(shè)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，因此有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程當中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。對于教材管理系統(tǒng)，其程序是比較簡單的，主要是解決程序設(shè)計中的問題，而程序設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個設(shè)計的靈魂所在。因此在整個設(shè)計過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是能夠借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子