燃气燃烧与应用课程设计
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1设计概述
该课程设计是某品牌燃气灶具的设计与计算，本人设计的为天然气12T3。
2设计依据
2.1原始数据
（1）天然气的额定工作压力为2000Pa
（2）一次空气系数α’=0.6
（3）燃气温度为15℃
（4）设计热负荷4Kw
（5）天然气12T3的相关参数
表2-1
2.2燃气基本参数的计算
2.2.1热值的计算
根据混合法则按下式进行计算：
H = H 1 r 1 + H 2 r 2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + H n r n （2-1）
式中
H ——燃气（混合气体）的低热值（ kJ / Nm 3 ）；
H 1 , H 2 ,⋅ ⋅ ⋅H n ——燃气中各可燃组分的低热值（ kJ / Nm 3 ），查表可得； r 1 , r 2 ,⋅ ⋅ ⋅r n ——燃气中各可燃组分的容积分数，（原始数据）；
2.2.2燃气密度计算
根据混合法则按下式进行计算：
ρ g = ρ1r 1 + ρ 2r 2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ρ n r n （2-2）
式中
ρg ——燃气（混合气体）的密度 (kg / Nm 3 ) ；
ρ1 , ρ2 , ρ3 ——燃气中各组分的密度 (kg / Nm 3 ) ，查表可得； r 1 , r 2 ,⋅ ⋅ ⋅r n ——燃气中各可燃组分的容积分数，（原始数据）；
2.2.3燃气相对密度计算
2909
.1g
s ρ=
（2-3）
式中
s ——燃气的相对密度，无纲量；
ρg ——燃气（混合气体）的密度 (kg / Nm 3 ) 。
2.2.4理论空气需要量的计算
当燃气组分已知，可按下式计算燃气燃烧所需理论空气量：
21
1
0=
V [0.5 H 2 + 0.5CO + ∑ ( m + 4/n)C m H n + 1.5H 2 S − O 2 ] （2-4） 式中
V 0 ——理论空气需要量 ( Nm 3干空气 / Nm 3 干燃气) ； H 2 , CO, C m H n , H 2 S ——燃气中各种可燃组分的容积分数； O 2 ——燃气中氧的容积成分；
2.3头部计算
2.3.1计算火孔总面积
p
p q Q
F =
（2-5） 式中
F p ——火孔总面积 (mm 2 ) ； Q ——设计热负荷 (Kw) ； q p ——额定火孔强度 Kw / mm 2 。
2.3.2计算火孔数目
2
π4p
p d F n =
（2-6）
式中
n ——火孔数目（个） F p ——火孔总面积 (mm 2 ) ； d p ——单个火孔的直径；
π——圆周率，取3.14 。
2.3.3计算火孔间距
s = 2.5d p（2-7）式中
s——火孔间距(mm)；
d p——单个火孔的直径。
2.3.4计算火孔深度
h=2.3d p （2-8）式中
h——火孔深度(mm)
d p——单个火孔的直径。
2.3.5计算头部截面
F h = 2 F p （2-9）式中
F h——头部截面积(mm 2 ) ；
F p——火孔总面积(mm 2 ) 。
2.3.6计算头部截面直径
πp
h F
D
4
=（2-10）
式中
D h——头部截面直径(mm) ；
F p ——火孔总面积 (mm 2
) 。
2.3.7计算火孔阻力系数
2
2
p 1p
p
μμξ-=
（2-11）
式中
ξ p ——火孔阻力系数； µ p ——火孔流量系数。
2.3.8计算头部能量损失系数
1273
27321-+⨯
+=t
K p ξ （2-12） 式中 K 1——头部能量损失系数，无量纲；
ξp ——火孔阻力系数；
t ——混合气体在火孔出口的温度。
2.4引射器计算
2.4.1计算引射器系数
s
V u 0
'∂=
（2-13）
式中 u ——引射系数，无量纲；
α’——一次空气系数，无量纲； s ——燃气的相对密度，无纲量。
2.4.2计算引射器形式
本设计采用Ⅲ 型引射器，可使引射器的尺寸最小，其能量损失系数K=3。
2.4.3计算燃气流量
l
g H Q
L 3600=
（2-14）
式中 L g ——燃气的流量(Nm 3 /h)；
Q ——设计热负荷(Kw)；
H l ——混合气体的低热值(kJ / Nm 3 )。
2.4.4计算喷嘴直径
4
0035.0H
s
L d g
μ=
（2-15）
式中 d ——喷嘴直径(mm)；
L g ——燃气的流量(Nm 3 /h)； s ——燃气的相对密度，无纲量。 H ——燃气的额定工作压力(Pa )。
2.4.5计算喷嘴截面积
2
4
d
F j π=
（2-16）
式中 F j ——喷嘴截面积(mm 2 )
d ——喷嘴直径(mm)；
2.4.6计算最佳燃烧器参数
1
K K
F lop =
（2-17）