喷射器结构示意及参数代号如图9-6所示。
1.有关计算参数
(1)喷射体积比m
图9-6 带扩散段喷射器结构参数示意图
1—喷射管 2—收缩段 3—混合段 4—扩散段
式中 V1、V2——喷射与被喷射气体体积(实态)(m3/s)。
(2)喷射质量比n
式中 G1、G2——喷射与被喷射气体质量(kg/s)。
(3)喷射速度比a
式中 ξ——收缩段局部阻力系数,当收缩段中心角≈28°、l1≈2d3时,ξ≈0.2;
ηk——扩散段效率(包括混合段损失),ηk=0.75。
(4)混合气速度与喷射速度比b
2.喷射器空气喷出口速度v1(实态)(m/s)
式中 p1——喷射气体压力(Pa);
ρ1、ρ3——喷射气体及混合气体密度(实态)(kg/m3)。
3.喷射器最大效率ηmax
4.喷射器各段压力变化
(1)扩散段升压
(2)混合段升压(Pa)
式中 p2——截面2处负压绝对值(Pa);
A3——混合段截面面积(m2)。
(3)截面2处负压绝对值p2
(4)进口处负压绝对值p′2(Pa)
当v′2≈0时
式中 v2——截面2处被喷射气体速度(实态)(m/s);
ρ2——被喷射气体密度(实态)(kg/m3)。
(5)收缩段降压
5.喷射器结构参数计算
(1)计算步骤
1)已知喷射体积比m及喷射质量比n,由式(9-10)计算参数a,然后由式(9-11)计算参数b。
2)预定喷口前喷射气体压力p1,计算出混合气体密度ρ3,按式(9-12)计算空气喷出口速度v1。
3)求出v1后,按v2=av1,v3=bv1,求得v2及v3。
4)计算喷射器各段截面及直径。
(ε—缩流系数=0.92);;。
;;
d4=2d3;d′2≈d4。
5)计算喷射器各段长度。
l1=l2=2d3;l3=3d3;l4=10d3;
6)必要时按式(9-13)计算喷射器最大效率ηmax。(www.xing528.com)
(2)计算图表
为简化计算,参数a、b、η可直接由图9-7查出。该图的编制条件是:
1)喷射气体为空气,t1=20℃。
2)被喷射气体为烟气,密度ρ2=1.34kg/m3,温度按t2=100℃、t2=300℃、t2=600℃三种情况计算。
3)喷射器效率。
4)收缩段局部阻力系数ξ=0.2,扩散段效率ηk=0.75。
例3 已知排烟量(实态)V2=4.5m3/s,ρ2=1.34kg/m3,t2=600℃,需要抽力p′2=500Pa,喷射用空气由4—72—11型离心通风机供入,计算喷射器各结构参数。
图9-7 参数a、b、η计算图表
解:风机各工作点特性如下(20℃时):
全风压(Pa) 2528 2313 2029 1666
风量(m3/h) 5730 7810 9200 10580
以下对各工作点进行试算、比较,并按最佳工作点进行喷射器计算。
方案1:全风压2528Pa,风量5730m3/h,考虑管道阻力为200Pa,则p1=(2528-200)Pa=2328Pa。
此外,,G1=V1ρ1=1.592×1.2kg/s=1.91kg/s,,
喷射质量比
由图9-7,当n=0.987,查得η=0.485
产生抽力
方案2:全风压2313Pa,风量7810m3/h,p1=(2313—2000)Pa=2113Pa,,G1=V1ρ1=2.169×1.2kg/s=2.603kg/s,0.725。
查图9-7,得η=0.51。
方案3:全风压2029Pa,风量9200m3/h,p1=(2029-200)Pa=1829Pa,V1,G1=V1ρ1=(2.556×1.2)kg/s=3.067kg/s,=0.615
查图9-7,得η=0.52
由以上计算知:方案3抽力最大,故应按方案3计算喷射器。
由图9-7,当n=0.615,查得a=0.43,b=0.63,
G3=G1+G2=(3.067+1.886)kg/s=4.953kg/s
V3=V1+V2=(2.556+4.5)m3/s=7.056m3/s
由式(9-12),空气喷出口速度为
验算喷射器各段压力变化:
(1)收缩段降压
(2)混合段升压
(3)扩散段升压
(4)喷射器总抽力
p′2=(1)+(2)+(3)=(-200+290.3+499)Pa=539.3Pa
(5)空气喷出口前后压差
h=p1+(2)+(3)=(1829+290.3+499)Pa=2568.3Pa
验算空气喷出口速度v1
计算各段尺寸:
d4=2d3=2×0.467m=0.934m(d′2≈d4)
l1=l2=2d3=2×0.467m=0.934m
l3=3d3=3×0.467m=1.401m
l4=10d3=10×0.467m=4.67m
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