燃气应用第三章
(完整版)城镇燃气基础知识第三章
3.2 燃气的输配系统
（二）高、中压管网的平面布置
高压管网的主要功能是输气，中压燃气管道的主要功能是输气或配气， 并通过调压站向低压管网各环网配气。一般按以下原则布置：
① 高压管道宜布量在城市边缘或市内有足够埋管安全距离的地带，并应 成环，以提高供气的可靠性；
② 中压管道应布置在城市用气区便于与低压环网连接的规划道赂上，但 应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的交通线敷设，否则对管道施工 和管理维修造成困难；
K K K max max max
1
2
3
这一计算方法表明计算流量出现在计算月的用气
量最大的那一天，用气量最大的那一时刻。
3.2 燃气的输配系统
2、同时工作系数法
Q Kt K0Qn N
室内（或庭院）燃气管道的计算流量， 同，时同工时作 工系 作数 系数K0还：与所用有户燃数具和在燃同气一设时备间类工型作有的关概，率 户数越多，其值越小。
3.2 燃气的输配系统
（三）低压管网的平面布置
① 低压管网的主要功能是直接向各类用户配气。据此特点， 低压管网的布置一般应考虑下列各点：
② 低压管道的输气压力低，沿程压力降的允许值也较低，故 低压管网的每环边长一般宜控制在300—600m之间；
③ 低压管道直接与用户相连．而用户数量随着城市建设发展 而逐步增加，故低压管道除以环状管网为主体布置外，也 允许存在枝状管道；
3.2 燃气的输配系统
3.根据输气压力分类（GB50028）
3.2 燃气的输配系统
二、城镇燃气输配系统 现代化的城镇燃气输配系统是复杂的综合设施，
通常由下列部分构成：
① 低压、中压以及高压等不同压力等级的燃气管网。 ② 城市燃气门站（分配站）或压气站、各种类型的
第三章 燃气轮机的主要性能指标
FS = FN Wa
气体冲量函数
气体冲量函数定义如下：
f (λ ) = p + ρv 2 / pt
(
)
在发动机净推力表达式中引入气体 冲量函数，可以得到净推力的表达：
⎡p ⎤ FN = A9 p 0 ⎢ t 9 f (λ9 ) − 1⎥ − W0 v0 ⎣ p0 ⎦
第二节
涡喷发动机的推进效率
推进效率定义为推进功与有效循环功之比，其物理意义在于评价发动机有效 功转化为推进器推进功的程度。
循环加热量 循环热效率 有效循环功 推进效率 推进功
涡喷发动机的推进效率
假定尾喷管完全膨胀，并忽略燃 油流量，得到推进功的表达：
L p = FS v0 = (v9 − v0 ) v0
迎面推力 ( frontal area thrust ) 迎风面积 ( frontal area )
发动机推力与发动机迎风面积之比 称为迎面推力，即：
Fa = FN Am
发动机迎风面积指发动机最大直径 处的截面面积。 发动机迎风面积直接影响到飞行器 的阻力特性和隐身性能。
GE 公司生产的发动机的推重比发展趋势
第四节
涡轴发动机和涡桨发动机的主要性能指标 涡桨发动机
当量功率和单位当量功率： N e = N B + F j v0 / η B
Le = N e / Wa
涡轴发动机
功率和单位功率：
N s = L sW a Ls = LT − LC
耗油率：
sfc = 3600W f Ns
耗油率：
sfc = 3600W f Ne
功率质量比：涡轴发动机功率与 质量之比。
功率质量比：涡桨发动机功率与质 量之比。 总效率：
居民燃气使用安全管理规定
居民燃气使用安全管理规定居民燃气使用安全管理规定第一章总则第一条为了加强居民燃气使用安全管理，保障居民生命财产安全，根据《居民燃气使用规定》及相关法律法规，制定本规定。
第二条本规定适用于居民住宅区、小区以及其他居民聚集场所的燃气使用。
第三条居民燃气使用安全管理应遵循“预防为主、安全第一、综合治理”的原则，综合运用法律法规、技术标准、管理措施等手段，加强管理，预防事故。
第四条建立健全居民燃气使用安全管理机制，明确责任分工，加强协调配合，确保居民燃气使用安全。
第二章安全管理机构第五条设立居民燃气使用安全管理机构，负责统筹协调、监督管理本区域内居民燃气使用安全工作。
第六条居民燃气使用安全管理机构应当配备符合资质要求的专业人员，具备从事居民燃气使用安全管理的能力。
第七条居民燃气使用安全管理机构应当定期开展燃气安全培训，提高从业人员的专业素质和安全意识。
第八条居民燃气使用安全管理机构应当建立完善的燃气使用安全记录制度，及时记录、核查、报告燃气使用安全情况。
第三章安全管理措施第九条居民燃气使用安全管理机构应当制定居民燃气使用安全管理规章制度，并向居民公开。
第十条居民燃气使用安全管理机构应当根据居民燃气使用情况，制定相应的安全使用指南，公布并向居民进行宣传教育。
第十一条居民燃气使用安全管理机构应加强对居民燃气设备的检查和维护，确保其安全可靠。
第十二条居民燃气使用安全管理机构应加强对居民燃气管道的检查和维护，发现问题及时修复。
第十三条居民燃气使用安全管理机构应制定危险源辨识与评估方案，对使用燃气的风险进行科学评估，并采取相应的防范措施。
第四章安全检查与监管第十四条居民燃气使用安全管理机构应定期组织对居民住宅区、小区和其他居民聚集场所的燃气使用安全情况进行检查。
第十五条居民燃气使用安全管理机构应对发现的燃气使用安全隐患，及时进行整改，并跟踪指导，确保隐患得到彻底消除。
第十六条居民燃气使用安全管理机构应当定期向上级主管部门报送居民燃气使用安全情况，接受监督和指导。
燃气使用管理规章制度
燃气使用管理规章制度第一章总则第一条为了保障燃气的安全使用，预防事故发生，保护公民、财产和环境的安全，制定本规章制度。
第二条本规章制度适用于所有使用燃气的单位和个人。
第三条燃气使用单位应当配备专职或兼职燃气安全管理人员，组织开展燃气的安全使用和管理工作。
第四条燃气使用单位应当设立燃气使用管理制度，明确安全管理职责、工作流程和责任追究制度。
第五条燃气使用单位应当制定燃气安全操作规程，明确各操作环节的技术要求和安全作业流程。
第六条燃气使用单位应当配备完善的燃气安全设施，包括报警器、灭火器、排风系统等，并定期进行维护和检查。
第七条燃气使用单位应当配备燃气泄漏检测仪器，并定期进行检测和维护。
第八条燃气使用单位应当定期进行燃气安全培训，并建立安全教育档案。
第二章燃气供应和使用第九条燃气供应单位应当建立完善的燃气供应管理体系，确保供应的安全和稳定。
第十条燃气供应单位应当建立定期巡检制度，对供气设施进行检查，及时发现和排除隐患。
第十一条燃气供应单位应当对用户进行燃气使用知识的宣传和培训，加强用户的燃气安全意识。
第十二条燃气使用单位应当定期检查燃气管道、阀门和燃气表，确保运行正常。
第十三条燃气使用单位应当定期检查燃气热水器、燃气灶具等燃气使用设备，确保使用安全。
第十四条燃气使用单位应当密切关注天然气价格和燃气市场情况，及时调整燃气使用计划。
第三章燃气安全事故预防和应急处理第十五条燃气使用单位应当建立巡查巡检制度，及时发现和排除燃气泄漏、安全隐患等问题。
第十六条燃气使用单位应当建立火警、泄漏等应急预案，并组织定期演练。
第十七条燃气使用单位应当建立事故报告制度，对燃气泄漏、火灾等事故及时上报相关部门。
第十八条燃气使用单位应当设立安全监测系统，对燃气使用环节进行实时监测和预警。
第十九条燃气使用单位应当加强与公安、消防等相关部门的沟通协作，共同推进燃气安全工作。
第四章法律责任和处罚第二十条违反本规章制度的单位和个人，将依据相关法律法规和规定进行处罚。
第三章 天然气管输系统
2) 在T、d、G、P1 、P2 不变时,管线长度的影响 Q1/Q2=(L2/L1)1/2 即输气量与管长的0.5次方成反比,若管长缩小一半, 即:L2=0.5L1,则Q2=1.41Q1,如在原有两加压站间再增设一个加压站,输
天然气管输系统示意图
矿场 集气 支线 集气 站 加压站 配气 站 输 气 干 线 输配气 站 配气管 线
矿场 集气 集气 干线 净化 站 厂 首站 集气 站 集气 站 加压站
配气 站
1、矿场集气
气田集气从井口开始，经分离、计量、调压、净化和集中等一 系列过程，到向干线输气为止。包括井场、集气管网、集气站、天 然气处理厂、外输总站等。
2、干线输气
输气干线从矿场附近的输气首站开始，到终点配气站为止。长 距离管线管径大，压力高，距离长。
3、城市配气
城市配气从配气站开始，通过各级配气管网和气 体调压站根据用户的要求供气。 储气库以调节输气和供气之间的不平衡。
第二节 输气干线的工艺计算
一、一般输气管道通过能力公式及分析
1. 通过能力公式（潘汉德公式） 1)一般输气管指管线敷设在平坦地区，管线沿线地形起 伏的高差在200米以内。 Q=11500Ed2.53〔 (P12-P22)/(ZTLG0.961) 〕0.51
2 2
l输气管线运行的几项基本技术指标 运行操作参数
表征输气管线内气流状况的基本指标是压力、流 量、温度等，用以表明严密性、管内有无积液、污物、 水化物的堵塞。
燃气燃烧与应用 知识点
第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
2024年燃气安全使用规程
2024年燃气安全使用规程第一章总则第一条为了保障人民群众的生命财产安全，规范燃气的安全使用，维护社会的稳定和发展，根据《中华人民共和国燃气安全法》等相关法律法规，制定本规程。
第二条本规程适用于燃气在居民、工商、生产用途中的安全使用和经营管理活动。
第三条燃气安全使用应遵循科学、合理、节能、环保的原则，强调安全防范，严格监管，切实保障人民群众的生命财产安全。
第四条燃气安全使用应建立健全责任机制，明确各方责任，提高燃气使用者、供应商、管理部门的安全意识和责任意识。
第二章燃气供应和使用管理第五条燃气供应企业应遵守燃气安全法律法规，建立健全安全管理体系，确保燃气供应的安全可靠。
第六条燃气供应企业应对燃气管线进行定期的安全检查、评估，发现问题及时进行修复，确保燃气管线的安全运行。
第七条燃气供应企业应对燃气设备进行定期的维护保养和安全检查，确保燃气设备的安全可靠运行。
第八条燃气供应企业应建立燃气事故应急预案，加强应急救援能力，及时应对可能出现的燃气事故。
第九条燃气使用单位应合法选择燃气供应企业，保证供应的燃气符合安全标准。
第十条燃气使用单位应严格按照燃气设备使用说明书操作，禁止私拉乱接燃气管线。
第十一条燃气使用单位应建立健全燃气安全管理制度，加强对燃气设备的维护保养和定期检查。
第十二条燃气使用单位应定期进行演练和培训，提高员工的燃气安全意识和应急处置能力。
第三章燃气设备安全管理第十三条燃气使用单位应选用符合国家标准的燃气设备，并按照规定的使用寿命进行定期更换。
第十四条燃气设备的安装、维修、更换应由具备相应资质的专业人员进行操作，禁止非法施工。
第十五条燃气设备的安全检测应由具备相应资质的检测机构进行，检测合格后方可投入使用。
第十六条燃气设备的工作环境应符合国家相关标准，禁止在封闭场所使用易燃易爆气体。
第十七条燃气设备的维护保养应按照设备制造商的要求进行，并定期进行检查，发现问题及时处理。
第十八条燃气设备的定期检定应按规定时间进行，并保持检定记录。
燃气管理条例
城镇燃气管理条例目录中华人民共和国国务院令第583号《城镇燃气管理条例》已经2010年10月19日国务院第129次常务会议通过，现予公布，自2011年3月1日起施行。
总理温家宝二○一○年十一月十九日城镇燃气管理条例第一章总则第一条为了加强城镇燃气管理，保障燃气供应，防止和减少燃气安全事故，保障公民生命、财产安全和公共安全，维护燃气经营者和燃气用户的合法权益，促进燃气事业健康发展，制定本条例。
第二条城镇燃气发展规划与应急保障、燃气经营与服务、燃气使用、燃气设施保护、燃气安全事故预防与处理及相关管理活动，适用本条例。
天然气、液化石油气的生产和进口，城市门站以外的天然气管道输送，燃气作为工业生产原料的使用，沼气、秸秆气的生产和使用，不适用本条例。
本条例所称燃气，是指作为燃料使用并符合一定要求的气体燃料，包括天然气（含煤层气）、液化石油气和人工煤气等。
第三条燃气工作应当坚持统筹规划、保障安全、确保供应、规范服务、节能高效的原则。
第四条县级以上人民政府应当加强对燃气工作的领导，并将燃气工作纳入国民经济和社会发展规划。
第五条国务院建设主管部门负责全国的燃气管理工作。
县级以上地方人民政府燃气管理部门负责本行政区域内的燃气管理工作。
县级以上人民政府其他有关部门依照本条例和其他有关法律、法规的规定，在各自职责范围内负责有关燃气管理工作。
第六条国家鼓励、支持燃气科学技术研究，推广使用安全、节能、高效、环保的燃气新技术、新工艺和新产品。
第七条县级以上人民政府有关部门应当建立健全燃气安全监督管理制度，宣传普及燃气法律、法规和安全知识，提高全民的燃气安全意识。
第二章燃气发展规划与应急保障第八条国务院建设主管部门应当会同国务院有关部门，依据国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划、城乡规划以及能源规划，结合全国燃气资源总量平衡情况，组织编制全国燃气发展规划并组织实施。
县级以上地方人民政府燃气管理部门应当会同有关部门，依据国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划、城乡规划、能源规划以及上一级燃气发展规划，组织编制本行政区域的燃气发展规划，报本级人民政府批准后组织实施，并报上一级人民政府燃气管理部门备案。
北京市燃气管理条例
北京市燃气管理条例北京市燃气治理条例(2006年11月3日北京市第十二届人平易近代表大年夜会常务委员会第三十二次会议经由过程)目录第一章总则第二章筹划与扶植第三章燃气供给与应用第四章燃气举措措施与用气设备治理第五章应急预案与变乱处理第六章司法义务第七章附则第一章总则第一条为加强本市燃气治理，爱护燃气市场秩序，保证社会公共安稳和公共好处，促进燃气事业成长，制订本条例。
第二条本条例有用于本市行政区域内燃气的筹划、供给和应用，燃气举措措施的扶植以及其他相干治理活动。
司法、行政律例另有规定的，从其规定。
第三条市市政治理行政部分是本市燃气行政治理部分，主管本市燃气治理工作。
区、县燃气行政治理部分负责本行政区域内的燃气治理工作。
成长改革、筹划、扶植、质量技巧监督、安稳临盆监督、公安消防、情形爱护等行政治理部分按照各自的职责，做好相干工作。
第四条本市燃气治理遵守安稳第一、预防为主、同一筹划、调和成长、保证供给、节能高效的原则。
第五条本市鼓舞燃气科学技巧研究，推广安稳、环保、节能的先辈技巧应用。
本市各级人平易近当局、燃气行政治理部分以及燃气供给单位应当加强燃气安稳常识宣传和普及工作，加强社会"大众,"的燃气安稳意识，进步防范和应对燃气变乱的才能。
第二章筹划与扶植第六条市和区县人平易近当局应当将燃气事业的成长纳入公平易近经济和社会成长筹划。
市燃气行政治理部分应当会同市成长改革、筹划行政治理部分，依照本市都市总体筹划和经济社会成长的须要，组织编制本市燃气专业筹划，报市人平易近当局赞成后实施。
燃气专业筹划涉及都市空间资本筹划的内容，应当纳入都市筹划。
第七条本市应当制订政策，采取方法，多渠道保证气源供给，加强用气治理，建立燃气供给和需求的宏不雅调控机制。
市燃气行政治理部分和市成长改革行政治理部分按照各自职责负责调和天然气气源供给，均衡全市用气需求，制订中经久及年度用气筹划，并按照年度用气筹划分派天然气指标，保证天然气的安稳、稳固供给。
天燃气使用安全管理制度
第一章总则第一条为加强天燃气使用安全管理，保障人民群众生命财产安全，预防天燃气事故的发生，根据《中华人民共和国安全生产法》、《城镇燃气管理条例》等相关法律法规，结合本地区实际情况，特制定本制度。
第二条本制度适用于本地区所有使用天燃气的单位、个人及相关部门。
第三条天燃气使用安全管理应遵循“预防为主、防治结合、综合治理”的原则。
第二章组织管理第四条成立天燃气安全管理工作领导小组，负责本地区天燃气使用安全管理工作。
第五条各级政府、相关部门、单位应明确分管领导，设立专（兼）职安全管理员，负责本地区、本部门、本单位天燃气使用安全管理工作。
第三章安全措施第六条天燃气设施建设应符合国家有关标准和规范，确保安全可靠。
第七条使用天燃气的单位和个人，应按照国家规定，安装合格的燃气器具和燃气设施。
第八条使用天燃气必须遵守以下规定：1. 使用天燃气前，应检查燃气器具、管道、阀门等设施是否完好，确保无泄漏、无腐蚀。
2. 使用天燃气时，应保持室内通风良好，防止燃气积聚。
3. 使用天燃气时，严禁将燃气管道、阀门、燃气器具等设施暴露在室外或高温、潮湿、易燃易爆场所。
4. 严禁在燃气管道、阀门、燃气器具等设施附近放置易燃易爆物品。
5. 严禁私自改装、拆除、破坏燃气管道、阀门、燃气器具等设施。
6. 严禁使用明火检查天燃气泄漏情况。
7. 严禁在燃气管道、阀门、燃气器具等设施附近进行焊接、切割等作业。
第九条天燃气泄漏处理：1. 发现天燃气泄漏，应立即关闭气源，切断泄漏点，通风换气。
2. 禁止在泄漏现场使用电话、手机等通讯设备。
3. 禁止在泄漏现场吸烟、动用明火。
4. 禁止擅自处理泄漏事故，应及时联系燃气公司或相关部门进行处理。
第十条定期对天燃气设施进行安全检查，确保设施安全运行。
第四章应急处置第十一条制定天燃气事故应急预案，明确事故报告、应急响应、救援处置等内容。
第十二条建立天燃气事故应急救援队伍，定期开展应急演练。
第十三条发生天燃气事故，应立即启动应急预案，采取有效措施，减少事故损失。
燃气燃烧与燃烧装置第三章气流混合
二、与自由射流的差异
1、除轴向分速和径向分速外，还具有切向 分速；
2、强旋转射流内部有一个反向的回流区； 3、旋转射流的射程端。
三、旋转射流的无因次特性参数 ——旋流数s
角动量的轴向通量
s
轴向动量
角动量的轴向通量G
R0 (ur) 2dr 常数
0
轴向动量Gx
5、薄壁孔多股射流以任意角度在受限气流中的 相对射流穿透深度：
h Ks sin 2 1 d 1 2
第三节 旋转气流
一、产生旋转气流的方法
1、气体切向进入 主通道；
2、叶片导流使气 流旋转；
3、气体进入进入蜗 壳配风器；
4、采用旋转的机械装置，例如转动 叶片等。
第三章 燃气燃烧的气流混合
第一节 自由射流 第二节 相交气流 第三节 旋转气流
第一节 自由射流
自由射流：当气流由管嘴或孔口 喷射到充满静止气体的无限空间 时形成的气流。
一、层流自由射流的浓度结构
1—射流边界Cg=0 2—核心边界Cg=100% 3 —着火浓度上限Cg=Ch 4 —化学计量浓度线 5 —着火浓度下限Cg=Cl
R0 2dr 常数
0
则
s G
R0 (ur) 2dr 0
Gx R0
R0 2dr
0
R0 0
p2dr
R0
二、紊流自由射流
紊流自由射流对周围介质的卷吸率：
1
men m0
032
a g
2
l d
1
例题：
试求甲烷在空气中喷燃的火焰长度， 喷孔直径为30mm。
第三章燃气轮机热力计算方法
第三章燃气轮机热力计算方法燃气轮机是一种常见的热力装置，其运行过程中的热力计算是其设计、运行和维护的重要依据。
本章将介绍燃气轮机的热力计算方法，包括效率计算、热能转换计算和能量平衡计算。
一、燃气轮机效率计算燃气轮机的效率计算是评价其能量利用程度的重要指标。
燃气轮机的效率主要包括热效率和机械效率两部分。
1.热效率计算热效率是指燃气轮机从燃料中转换为热能的比例。
其计算公式为：热效率=(净排烟热量-燃料散热损失-凝结水热损失)/燃料热值其中，净排烟热量指燃气轮机排出的烟气中可利用的热量，燃料散热损失指燃料在输送和喷射过程中的能量损失，凝结水热损失指由于燃烧产生的水蒸气在冷凝过程中的能量损失。
2.机械效率计算机械效率是指燃气轮机从热能转化为机械能的比例。
其计算公式为：机械效率=(轴功率-机械损失)/燃料热值其中，轴功率指输出到外部负载的功率，机械损失指由于摩擦、转子间隙和震动等原因造成的能量损失。
二、燃气轮机热能转换计算燃气轮机的热能转换计算主要包括压缩过程、燃烧过程和膨胀过程。
1.压缩过程计算压缩过程的计算需要确定压缩比、进气温度和进气功率等参数。
其计算公式为：进气功率=进气流量*(进气压力-出口压力)/进气效率其中，进气流量指单位时间内进入燃气轮机的气体质量，进气效率指压缩过程中热量的利用程度。
2.燃烧过程计算燃烧过程的计算需要确定燃料流量、燃料热值和燃料效率等参数。
其计算公式为：燃料功率=燃料流量*燃料热值*燃料效率其中，燃料流量指单位时间内进入燃气轮机的燃料质量，燃料效率指燃烧过程中热量的利用程度。
3.膨胀过程计算膨胀过程的计算需要确定出口压力、出口温度和输出功率等参数。
其计算公式为：输出功率=(进口焓-出口焓)*进口流量*(工作流体分子量/1000)其中，进口焓和出口焓分别指进口和出口状态下的焓值，进口流量指单位时间内进入燃气轮机的流体质量。
三、燃气轮机能量平衡计算燃气轮机的能量平衡计算是确认各个热力损失的重要手段。
燃气应用第三章
射流的卷吸作用是由于内摩擦产生的，内摩擦力的大小决 定于扩散系数和速度梯度。紊流扩散系数比分子扩散系数 大得多。
当周围介质与喷出气流的密度相同（ρ0=ρa）时，自由
射流对周围介质的卷吸率为：
s 0.33m
第二节
相交气流
燃气燃烧气流混合原则
在工业炉用的燃烧装置中，广泛采 用多股燃气射流以某一角度喷入空 气流的方法，以强化混合过程。
正确的混合原则：
第一、应采用不同孔径的喷嘴，将 燃气喷入空气流中，否则无法形成 均匀的可燃混合物；
第二、孔与孔之间的距离应保证各
股燃气射流互不重叠； 第三、在保证各股射流互不重叠的
图3-15 流体微团切向运动 示意图
根据动量矩原理，外加扭矩T等于流
m d ur 0
体微团动量矩随时间的变化率，对于
dt
自由旋涡，外加扭矩T=0
或 ur=常数
旋转气流
自由旋涡的切向速度u与半径r成反比，越靠近涡心，切向
速度越大。
在旋转自由射流中，角动量的轴向通量Gφ及轴向动量Gx
部是常数，即
相交气流在燃烧组织中的应用
单股射流与自由气流的相交流动是 一种比较简单的理想的情况。在实 际燃烧装置中经常遇到的则是多股 射流与受限气流的相交流动。
多股射流与受限气流相交流动的主
要影响因素是主气流流动通道的相
对半宽度B/2d和射流喷嘴相对中心 距s/d。当B/2d>22时，可忽略受限 因素的影响。 s/d≥16时相邻气流的
流核心区A，为纯燃气；区域B，着 火浓度上限以外；区域C，处于着火 浓度范围之内，含有过剩燃气；区 域D，着火浓度范围之内，含有过剩 空气；区域E，着火浓度下限以外。 当燃气成分一定时，层流扩散火焰 图3-3 层流射流的等浓度面 的长度主要取决于燃气的体积流量。
居民燃气管理规定
居民燃气管理规定居民燃气管理规定第一章总则第一条为了规范居民燃气使用行为，确保居民的生命财产安全，制定本规定。
第二条本规定适用于居民使用的燃气，包括天然气、液化气等。
第三条居民使用燃气应当遵守政府制定的燃气安全标准和操作规程，并按期接受政府或相关部门的安全检查。
第四条燃气供应企业应当建立健全居民燃气管理系统，加强对居民供气过程的监管，确保燃气质量合格、供气安全可靠。
第五条居民应当按照燃气供应企业的要求进行燃气设备的选择、安装、维修和更换，并配合燃气供应企业进行安全检查和维护。
第六条政府相关部门应当建立燃气事故应急预案，及时处置燃气事故，并组织开展燃气安全宣传教育活动。
第二章燃气设备安装与维护第七条居民使用燃气设备前，应当选择具有资质的安装单位进行安装，并办理相关手续。
第八条燃气设备应当经过质量检验合格后方可使用，并定期进行维修和保养。
第九条居民使用燃气设备时，应当配备燃气泄漏报警器，确保在燃气泄漏时能及时发出警报。
第十条居民家中燃气管道与其他设备的距离应当符合相关安全距离的要求，防止因设备过于接近而引发事故。
第十一条居民应当定期检查燃气设备的防漏装置和烟道的畅通情况，并及时更换老化或损坏的部件，确保燃气使用的安全。
第十二条居民发现燃气设备或管道有异常情况时，应当立即停止使用，并及时通报燃气供应企业或相关部门。
第十三条燃气供应企业应当建立定期维修和保养燃气设备的制度，并配备足够的技术人员，确保燃气设备的正常运行。
第三章燃气使用安全常识第十四条居民在使用燃气时，应当保持燃气表和阀门的畅通，不得私自擅改。
第十五条居民不得在室内存放易燃和易爆物品，如油漆、酒精等，以免引发火灾。
第十六条居民不得将燃气管道暴露在阳光直射下，以免引发管道老化和泄漏。
第十七条居民不得私拉乱接燃气管道，如发现需要改造燃气管道的情况，应当向燃气供应企业申请。
第十八条居民在使用燃气炉具时，应当保持厨房通风良好，防止燃气泄漏引发中毒事故。
燃气输配-第三章-燃气的长距离输送系统课件
注意规范中的用词：必须、严禁；应、不应、不得；宜、
可、不宜
11
第四章 城市燃气管网系统
从气源厂或门站到每个用气户燃具前的燃气管道
12
第一节 城市燃气管网的分类及其选择
一、燃气管道的分类 按用途、敷设方式、输气压力分类
2.城市管网系统 （1）单级系统 a.低压 小城镇 人工煤气 淘汰
气源厂（低压）→储气柜（低压）→管网（低压）→用户
b.中压 到楼栋(户)
推广
（2）两级系统
a.中压B→低压 图4-2 人工煤气
气源厂（低压）→储气柜（低压）→压缩机升压（中压B）→ 管网（中压）→调压站（中→低）→低压管网→用户
铸铁管（耐腐蚀，但承压低，易漏气）——合肥人工煤气管17道
34
二、高层建筑（10层以上，24m以上）
1.引入管要有补偿措施（图4-18）
2.立管底部加支墩，其它部位加补偿器
3.附加压头
分区供气
三、超高层建筑（60m以上） 水平管道也要有补偿器；燃具、调压器用夹具固定；有 自动报警装置和快速切断装置；地下室引入要有通风、 照明等措施
图4-20超高层示意图：中压引入，分区供气，管道井，放散管
22
第二节 城市燃气管道的布线
规范条文 一、布线原则——地下敷设
1.布线依据：P61 其中：4 人工煤气是湿燃气，管道要有坡度、排水装置
天然气是干燃气，管道不需坡度 7 土壤性质——对埋地钢管的腐蚀
2.高、中压管网的平面布置 P52表3-1 地区等级→F（强度设计系数）→决定对管材设 备的要求及与建筑物之间的水平净距和垂直净距
城镇燃气基础知识-第三章
⑧ 高、中压管道是城市输配系统的输气和配气主要干线，必 须综合考虑近期建设与长期规划的关系，以延长已经敷设 的管道的有效使用年限，尽量减少建成后改线、增大管径 或增设双线的工程量；
⑨ 当高、中压管网初期建设的实际条件只允许布置半环形、 甚至为枝状管网时，应根据发展规划使之与规划环网有机 联系，防止以后出现不合理的管网布。
K K K max max max
1
2
3
这一计算方法表明计算流量出现在计算月的用气
量最大的那一天，用气量最大的那一时刻。
3.2 燃气的输配系统
2、同时工作系数法
Q Kt K0Qn N
室内（或庭院）燃气管道的计算流量， 同，时同工时作 工系 作数 系数K0还：与所用有户燃数具和在燃同气一设时备间类工型作有的关概，率 户数越多，其值越小。
3.2 燃气的输配系统
（二）补偿器 消除管段胀缩对管道所产生的应力，常用于架空管 道和需要进行蒸气吹扫的管道上。安装在阀门的下 侧（按气流方向），利用其伸缩性能，方便阀门的 拆卸和检修。
3.2 燃气的输配系统
划。
3.2 燃气的输配系统
二、城镇燃气管道的布线
（一）布线依据 地下燃气管道宜沿城市道路、人行便道敷设，或敷设在绿化地带内。
在决定城市中不同压力燃气管道的布线时，必须考虑到下列基本情况： ①管道中燃气的压力； ②街道及其他地下管道的密集程度与布置情况； ③街道交通量和路面结构情况，以及运输干线的分布情况； ④所输送燃气的含湿量，必要的管道坡度，街道地形变化情况； ⑤该管道相连接的用户数量及用气情况，该管道是主要管道还是次要管 道； ⑥线路上所遇到的障碍物情况； ⑦土壤性质、腐蚀性能和冰冻线深度； ⑧管道在施工、运行和万一发生故障时，对交通和人民生活的影响； ⑨布线时，要决定燃气管道沿城市街道的平面与纵断面位置。
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上图这两种混合方式均 得不到理想的、均匀的 燃气-空气混合物
燃气燃烧气流混合原则
在相交气流的混合过程中，主要研究的问题是：
第一、以某一角度射入主气流中的射流轨迹。
第二、射流在主气流中的穿透深度。
第三、沿射流轴线速度和温度的变化以及射流横截面上的速 度场和温度场。
第四、射流与主气流的混合强度。
为了计算相交气流混合过程的各参数，必须确定混合过程 与喷嘴结构系数(孔口形状、孔口尺寸等)及流体动力参数
射夹流角外为部射边流界核的心夹收角缩α角1α称2为。射流张角。射流核心区边界的
通常周围介质的温度和密度与喷出气流不同，这时称为非 等温射流。
图3-1 等温层流自由射流
图3-2 热射流水平射至冷介质时 的射流轨迹
层流自由射流
如果射流垂直向上射出，那么重力 差只是稍微改变射流的张角及核心 收缩角。
旋转气流
(二)旋转射流的无因次特性——旋流数
旋风燃烧器所产生的旋涡流场是靠流 体内部的位能变化(静压差)而运动， 所以叫“位能旋涡”。这种旋涡的回 旋运动并非由外加扭矩所引起，若忽 略摩擦损耗，则不同半径上流体微团 的动量矩应当守恒，故又叫“自由旋 涡”。
画两个同心圆代表自由旋涡的两条流
线，间隔dr，选定两条流线间的流体 微团ABCD沿圆圈运动。
第一、应采用不同孔径的喷嘴，将 燃气喷入空气流中，否则无法形成 均匀的可燃混合物；
第二、孔与孔之间的距离应保证各
股燃气射流互不重叠； 第三、在保证各股射流互不重叠的
图3-5 燃烧装置中燃气与空 气相交流动的情况
前提下，确定燃气喷嘴直径；
(a)周边送燃气；(6)中心送燃气
第四、射流喷出速度应保证射流在 空气流中的穿透深度达到预定数值， 以便在燃烧器截面上形成几个环形 的燃气-空气混合层。
(2)过渡段 它是从初始段终端开始，一直到主变形率φ等于 常数时为止。
(3)基本段 过渡段终端以后都属于基本段。在基本段内汇合 射流任意断面上的主变形率φ都相等。即从过渡段终端开 始，汇合流就象一股单一的自由射流。此时，相交射流相 互间的动量冲撞引起的射流变形已全部消失。
第三节
旋转气流
旋转气流
流体从喷嘴流出后，气流本 身一面旋转，一面又向静止 介质中扩散前进，这就是通 常所说的旋转射流，简称旋 流。
图3-15 流体微团切向运动 示意图
根据动量矩原理，外加扭矩T等于流
m d ur 0
体微团动量矩随时间的变化率，对于
dt
自由旋涡，外加扭矩T=0
或 ur=常数
旋转气流
自由旋涡的切向速度u与半径r成反比，越靠近涡心，切向
速度越大。
在旋转自由射流中，角动量的轴向通量Gφ及轴向动量Gx
部是常数，即
径向分速外，还有一个切向分速，而且其径向分速在喷嘴 出口附近比直流射流的径向分速大得多。 2．由于旋转的原因，使得在轴向和径向上都建立了压力 梯度，这两个压力梯度反过来又影响流场。在强旋转下， 旋转射流的内部建立了一个回流区。 3．在强旋转下，旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质， 而且还从内回流区中卷吸介质。在燃烧过程中，从内、外 回流区卷吸的烟气对着火的稳定性起着十分重要的作用。 4．旋转射流的扩展角一般比直流射流的大，而且它随旋 转的强弱而变化。 5．旋转射流的射程较小。
q21间的关系。
q21
2
22
112
式中
ρ1、υ1——主气流(通常为空气)的密度和速度： ρ2、υ2——射流(通常为燃气)的密度和速度。
燃气射流在空气流中的穿透深度
单股射流与主气流相交流动如图所
示，当射流轴线变得与主气流方向
一致时，喷嘴出口平面到射流轴线
之间的法向距离h定义为绝对穿透深 度。绝对穿透深度h与喷嘴直径d之
0.32
a 0
1 2
s d
1
由于紊流扩散与分子扩散之间的 相似性，因而紊流射流的图形与 层流射流的图形也十分相似。两 者的主要区别仅在于起始段内紊 流自由射流截面速度分布比较均 匀。
式中 men——卷吸质量流量(kg/s) m0——射流出口质量流量(kg/s) d——喷嘴出口直径(m)
s——轴线方向上离喷嘴距离(m)
相交气流在燃烧组织中的应用
单股射流与自由气流的相交流动是 一种比较简单的理想的情况。在实 际燃烧装置中经常遇到的则是多股 射流与受限气流的相交流动。
多股射流与受限气流相交流动的主
要影响因素是主气流流动通道的相
对半宽度B/2d和射流喷嘴相对中心 距s/d。当B/2d>22时，可忽略受限 因素的影响。 s/d≥16时相邻气流的
旋转射流是强化燃烧和组织 火焰的一个有效措施。产生 旋流的方法有如下几种：
第一，使全部气流或一部分 气流沿切向进入主通道；
第二，在轴向管道中设置导 向叶片，使气流旋转；
第三，采用旋转的机械装置， 使通过其中的气流旋转。
图3-14 旋转流场示意图
旋转气流
(一)与自由射流的差异 1．在旋转射流中除了具有直流射流中存在的轴向分速和
在层流射流中，混合是以分子扩散 的形式进行的。
在界面3上Cg=Cl相应于着火下限； 界面4上Cg=Cst相应于化学计量浓度； 界面5上Cg=Ch相应于着火上限。射
流核心区A，为纯燃气；区域B，着 火浓度上限以外；区域C，处于着火 浓度范围之内，含有过剩燃气；区 域D，着火浓度范围之内，含有过剩 空气；区域E，着火浓度下限以外。 当燃气成分一定时，层流扩散火焰 图3-3 层流射流的等浓度面 的长度主要取决于燃气的体积流量。
影响已很小。
(一)由喷嘴或厚壁孔口喷出的射流
当壁厚与孔口直径之比δ/d>0.5时，
称为厚壁孔口。
图3-8 多股气流与受限气流 的相交流动
相交气流在燃烧组织中的应用
s/d≥16时任意直径多股圆射流的
轴线方程为：
s/d越小，射流穿透深度也越小。
y d
0.104
112 222
x d
3.25
s/d=8～16，流体动力参数 q21=50～200，α=90º时，多
相交射流的变形程度，常用一
个主变形率φ的概念来描述
图3-12 射流变形图
b dx
d0
式中 b——轴线方向上离喷嘴距离x处的射流宽度； dx——离喷嘴距离x处的自由射流横截面直径； d0——相交射流喷嘴的直径。
相交射流
根据主变形率φ的变化情况，相交射流的流动可分成三个 区段：
(1)起始段 由喷嘴断面开始，到两射流的外边界线相交为止。 起始段的长度可由两喷口间的距离、射流交角α的大小及 每个射流外边界扩展角的大小决定。
【解】
s
1
men m0
d 0.32
1
3.07 1.293 11.25
0.03 0.32
0.39m
或
1
La L0
2.22
as r
0.29
s 0.33m
第二节
相交气流
燃气燃烧气流混合原则
在工业炉用的燃烧装置中，广泛采 用多股燃气射流以某一角度喷入空 气流的方法，以强化混合过程。
正确的混合原则：
2 p2 rdr p2 rdr R0
时，属于强旋流
0
0
思考题
描述燃气在空气中的自由射流的浓度结构。 相交气流中的射流穿透深度与哪些参数有关。 旋流强度是一个什么参数，其大小代表什么意思。 试比较几种气流方式在燃气燃烧过程中的混合效
比，定义为相对穿透深度。
在射流轴线上定出一点，使该点的
轴速度在x方向上的分速度υx为出 口速度υ2的5%，以喷嘴平面至该
点的相对法向距离，定义为射程。
相交气流中自由射流的相对穿透深 度由下式计算：
图3-7 相交气流中的射流
当α=90º时
h 0.132 2 d 1
2 0.132 1
q21
ρa——周围空气密度(kg/m3) ρ0——射流出口密度(kg/m3)
图3-4 紊流自由射流
紊流自由射流
紊流自由射流的起始段长度s0及 极点深度h0都与喷嘴出口半径r有 关（式中 a——紊流结构系数，
它表示气流紊动和出口速度场的 不均匀程度）
圆形射流轴心速度的衰减规律：
（式中 s——计算截面离喷嘴的
由于喷出时射流面积有收缩，因此射流实际喷出速度大于 按射流体积流量除以孔口截面积所得的出口平均速度，故
必须考虑流量系数μ。
用射流收缩截面直径d‘代替孔口直径d ： d d
这时的射流相对透深度为
h Ks2 d 1
2 Ks 1
q21
Ks
q mix 21
相交气流在燃烧组织中的应用
（三）多股射流以任意交角喷入时的穿透深度
当喷嘴口径较小，喷出流量也较小，气流以层流状态喷出 时，在喷嘴出口处形成层流自由射流。
当周围介质的温度和密度与喷出气流相同时，称为等温自 由射流。
射流的外部边界为直线OB、OC，交点O为射流的极点。 在射流边界上，前进运动速度为零。射流向外部介质进行 分子扩散的边界AD、ED也是直线。在ADE区域内，气体 速度等于喷嘴出口的起始速度，称为射流核心区。
R0
G ur p2 rdr 常数
由于Gφ和Gx都可以
看作是描述射流空气
动力特性的参数，因
R00
R0
Gx p2 rdr p2 rdr 常数
0
0
此通常采用无因次特
性s表示旋转射流的
旋转强度。s<0.6时
属于弱旋流，s>0.6
s
Gp Gx R0
R0
ur p2 rdr
0
R0
R0
股射流在相交气流中的相对穿透 深度为：
考虑由于射流喷入主气流而使通 道中混合物流速增加的因素。引
h d