2. Приближенный расчет форсунки низкого давления
В качестве прототипа, как обычно принято, для расчета выбрана форсунка Карабина типа ФК-VII с раздельным регулированием воздуха и топлива, схема которой приведена на рис.1
Табл.1 – Исходные данные
Вар. |
В, кг/ч |
QpH, кДж/кг |
|
V0 |
р, Н/м3 |
, кг/м3 |
в ;м |
рст, Н/м2 |
11 |
25 |
39367 |
1,17 |
10,1 |
105 |
920 |
0,7; 0,35 |
3700 |
1) Необходимый расход воздуха для нормальных условий, м3/ч:
(1)
2) Учитывая обычное давление р = Н/м3 = 0,1 МН/м3 (1 ат), плотность воздуха в = 1,25 кг/м3, определяют расход всасываемого вентилятором воздуха, м3/ч:
(2)
3) Потребный диаметр, входного патрубка при принятой предварительно входной скорости воздуха вх = 20 м/с, мм:
(3)
4)
Учитывая, что расход V
= 300 м3/ч
является максимальным, выбирают патрубок
dвх
= 2,5,
что создает местную скорость порядка
22 м/с. Трубопровод, подводящий воздух к
форсунке, должен иметь диаметр 4
(100 мм) с плавным конфузорным переходом
(угол раствора
15)
к патрубку форсунки.
5) Площадь окна и выходного сечения воздушного сопла форсунки, см2,
(4)
6) Выбирают окна шириной a = 11 мм и высотой b = 20 мм.
7) Число окон n = 6. Площадь окон, см2,
(5)
8) Выходной диаметр воздушного сопла, см,
(6)
9) Площадь выходной щели, мм2, для мазута при р = 105 Н/м2 = 0,1 МН/м2 (1ат) и = 0,3
(7)
10) Подбирают основные размеры топливного распылителя и иглы: диаметр выходного отверстия топливного распылителя dн = 2,4 мм, угол раскрытия конуса иглы = 15, шаг резьбы на игле t = 1 мм. Максимальная производительность достигается двумя оборотами маховичка и иглы, следовательно, полный ход иглы h = 2t = 21 = 2 мм.
Совершив
полный ход h
= 2 мм, игла открывает кольцевую щель
между конусом иглы и выходным диаметром
dн
= 2,4 мм.
11) Внутренний диаметр щели, мм,
(8)
12) Ширина щели, мм,
(9)
13) Площадь кольцевой щели для прохода топлива (при полном открытии), мм2,
(10)
т. е. несколько больше расчетной, что увеличивает производительность и уменьшает коэффициент избытка воздуха .
14) Отношение выходных площадей для воздуха и топлива:
(11)
15) Шаг круглой резьбы ходового винта и гайки, мм,
(12)
16)
Отношение выходных площадей
и коэффициент избытка воздуха
должны по возможности сохраняться для
любой производительности, которая в
свою очередь должна изменяться линейно
в зависимости от хода винта и иглы, т.
е. от угла поворота рукоятки.
Расчетные параметры форсунки, а также поддержание параметров воздуха и мазута на заданном уровне являются обязательным условием сохранения пропорционирующей способности форсунок.
Корректировка производительности форсунки возможна путем изменения давления воздуха и мазута или соответствующего изменения расчетных размеров окон воздушного сопла и иглы.
В форсунке Карабина типа ФК-VII регулирование подачи топлива и воздуха (путем изменения выходных сечений) в пределах от нулевой до максимальной производительности – ручное. Оно дает возможность эффективно использовать напор воздуха и мазута во все периоды регулирования производительности форсунки; скорость выхода воздуха и мазута при этом остается неизменной.
Регулирование подачи мазута осуществляют поворотом рукоятки 1. Поворотом рукоятки также достигается регулирование расхода воздуха путем перекрытия окон золотником. При этом напор воздуха остается прежним.
Ручное раздельное регулирование расхода воздуха и мазута не гарантирует их правильного пропорционирования, так как это зависит от квалификации и внимания обслуживающего персонала.
Приведенный расчет подходит для расчета всех видов форсунок этого типа.