SU1588993A1 - Газова горелка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к энергетике и может быть использовано при сжигании различных газов в энергетических установках. Цель изобретени  - повышение экономичности работы путем улучшени  смесеобразовани . Горелка содержит газовое сопло 5 в виде диффузора с входным срезом 10, инжектор 4 с выполненными в его зоне в стенке 2 каналами 11 дл  подсоса воздуха. Срез 10 газового сопла 5 выполнен в виде усеченного конуса. Образующа  усеченного конуса плавно переходит в участок 9 торообразной эллипсоидной в сечении смесительной камеры 1, при этом меньшие диаметры эллипсов расположены под углом к продольной оси камеры. В полости камеры 1 имеетс  уступ 6, образованный за счет резкого уменьшени  кривизны участка 9 эллипса от точки пересечени  меньшего диаметра эллипса с его наружной образующей. 1 ил.

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании различных газов в энергетических установках.

Цель изобретения — повышение экономичности путем улучшения смесеобразования.

На чертеже изображена газовая горелка, общий вид.

Газовая горелка содержит смесительную камеру 1 с размещенными на ее противоположных торцовых стенках 2 и 3 соответственно инжектором 4 и выходным диффузорным соплом 5. Камера 1 выполнена торообразной, имеющей в поперечном сечении форму эллипса, малая ось которого наклонена к оси камеры 1, а в полости камеры 1 со стороны выходного сопла 5 выполнен уступ 6 со сквозными инжекционными каналами 7, сопряженный своим свободным краем 8 при помощи участка 9 эллипса с входным срезом 10 диффузорного сопла 5. В стенке 2 в зоне инжектора 4 выполнены каналы 11 для подсоса воздуха. Входной срез 10 образует при пересечении с участком 9 эллипса острую кромку 12.

Газовая горелка работает следующим образом.

Поток газа под давлением 0,05—3 ати через инжектор 4 подается в смесительную торообразную камеру 2, в которой осуществляется закрутка газа и, вследствие этого, подсос воздуха через каналы 7 и 11 за счет возникающего разрежения. В смесительной камере 1 образуется смесь, которая вытекает через срез 10 газового сопла 5, выполненного в виде конуса с острой кромкой 12. Выходящий поток смеси, взаимодействуя с острой кромкой 12, генерирует ультразвуковые колебания в смесительной камере 1 за счет пульсации давления смеси в этой камере 1. Последние возникают вследствие трения газа при изменяющихся по траектории его закрутки линейных скоростей, направлений и объемов, образованных участком 9 эллипса и уступом 6, а также пульсирующего отсоединенного скачка уплотнения смеси, вызванного взаимодействием струи смеси с острой кромкой 12 сопла 5. Диффузорное выходное сопло 5 является резонатором, генерирующим акустические колебания в смесительной камере 1 в смешанной с воздухом струе газа за счет пульсирующего градиента давления в полости смесительной камеры 1 и полости газового сопла 5. Выполнение смесительной камеры 1 торообразной обеспечивает максимальное проявление турбулентной диффузии (а значит, и эффективное смешивание газа и воздуха) за счет криволинейной траектории движения элементарных частиц потока (векторы скоростей' этих частиц по траектории меняют направления на противополож ное по сравнению с исходным направлением); более продолжительного (за счет более продолжительного пути) течения процесса с турбулентной диффузией; завихрения потока тонким в виде пленки слоем по поверхности смесительной камеры 1, в котором эффективно протекает турбулентная диффузия за счет поперечного перемешивания частиц слоя, вызванного градиентом давления между периферией смесительной камеры 1 и ее поперечной осью (центральная зона торообразной камеры, где возникает разрежениеХ Размещение меньших диаметров эллипсов, в виде которых выполнено сечение торообразной смесительной камеры 1, под углом к ее продольной оси со стороны подачи газа позволяет равномерно разделить смесительную камеру 1 на две полости с разными энергетическими уровнями: по ходу газа полость с большим энергетическим потенциалом, далее — с меньшим. Вследствие этого между этими полостями возникают импульсы энергии — перекачка энергии из полости большего потенциала в полость с меньшим потенциалом, что соответствует условиям эффективного смесеобразования. Наличие уступа 6 позволяет упомянутую перекачку энергии производить в колебательном (пульсирующем) режиме, что соответствует условиям наибольшего массообмена. Инжекционные каналы 7 в уступе 6 обеспечивают дополнительную подачу в смесительную камеру 1 горючих компонентов (мазута, маслоотходов, угольной пульпы и т. п.) и воздуха и эффективное их смешение за счет пульсаций, которые максимально проявляются в зоне уступа 6, что в совокупности обеспечивает возникновение эффективной турбулентной диффузии в пограничном слое, с одной стороны, снижает сопротивление движению потока газа и, с другой стороны, повышает массообмен в потоке (перемешивание компонентов). Еще более эффективному проявлению снижения сопротивления и повышению степени перемешивания компонентов способствуют генерирующиеся ультразвуковые колебания, возникающие вследствие трения газа при изменяющихся по траектории его движения линейных скоростей, направлений и объемов, а также отсоединенного пульсирующего скачка уплотнения газа, вызванного взаимодействием струи газа с кромкой усеченного конуса (резонатором).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Газовая горелка, содержащая смесительную камеру с размещенными на ее противоположных торцовых стенках инжектором и выходным диффузорным соплом, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения смесеобразования, смесительная камера выполнена торообразной, имеющей в поперечном сечении форму эллипса, малая ось которого накло1588993 йена к оси камеры, а в полости камеры со стороны выходного сопла выполнен уступ со сквозными инжекционными каналами, сопря женный своим свободным краем при помощи участка эллипса с входным срезом диффузорного сопла.