文章编号:1000-5889(Z005)0Z-0066-03文丘里抽吸式混合加热器的设计杨廷文!孔秀琴!刘振全(兰州理工大学石油化工学院9甘肃兰州730050)摘要"根据文丘里管加速降压原理!设计制作了套管形式的冷热风混合加热器!使风机和燃烧器在正常工作条件下输出设计所需温度参数的热态烟气.该装置解决了烟气脱硫净化等实验研究中热态烟气模拟的难题!具有结构紧凑#热效高#易于调节等特点!可模拟任意一种烟气工况所需的风速和温度参数.关键词"烟气$加热器$设计中图分类号:X701.3文献标识码:ADesignOfventuriinhaling-mixingheaterYANGTing-Wen9KNNGXiu-Cin9LIUZhen-Cuan(CollegeofPetrochemicalTechnology9LanzhouUniv.ofTech.9Lanzhou7300509China)Abstract:Accordingtotheoperationalprincipleofventuri-tube9abushing-typeheaterformixinghotandcoolgaseousfloWisdesignedinordertomakethebloWerandburnerexhausthotsmokeWithnecessarytemperatureparameterbythedesignundernormalWorkingcondition.Usingthisfacility9theproblemssuchassmokedesulphidationandpurificationhavebeensolved9WhicharehardtodealWithinexperimentalinvestigationofhotsmokesimulation.Thisfacilitypossessesfeaturesofhighthermalefficiency9compactconfiguration9andliabilitytobecontrolled.ThisfacilitycanbeusedforsimulationoffloWvelocityandtemperaturenecessaryforanykindofsmokeconditions.KeywOrds:heater;smoke;design要进行烟气中有害成分的净化实验9首先要模拟特定工业烟气的各种参数9如风速\温度\压力\各种相关成分的质量分数等.在进行烟气模拟时9往往存在着各种矛盾9如一般工业烟道的风速都在10m/s以上9在这么高的风速下9烟气温度的提升9即热源就存在如下问题:电热装置功率太大9耗电多9不经济;加热锅炉工况不稳定9且会恶化实验室内工作环境;热风炉造价太高.唯一经济可行的选择是利用燃烧器提供热风9但是燃烧器的风速\风量远远低于模拟烟气所需的参数9这种情况下就要考虑给系统装配鼓风机9鼓入冷风与燃烧器出口热态烟气混合.实际混合时由于冷热两种气体的压力差别很大9易形成冷风倒灌现象9造成燃烧器熄火或反爆烟现象.为了克服这种矛盾9笔者设计制作了一种新型的文丘里抽吸式混合加热器.该加热器选用@Z35(=4mm)型钢板9卷焊制作1].经实验测试说明9这种收稿日期:Z004-03-19作者简介:杨廷文(1968-)9男9甘肃会宁人9工程师.混合加热器结构紧凑\热效高\造价低9可以通过调节风机风量和燃烧器油压而达到任意一种烟气模拟工况所需的风速和温度参数.l设计原理设计原理如图1所示.文丘里抽吸式混合加热器的结构是一种套管形式9内部管程是燃烧器的燃烧室9热态;外部壳程是鼓风机的输风管9冷态.在文丘里收缩段9壳程压力降低9内部管程中的热态烟气在喉部被抽吸出来9在渐扩段与冷风混合9管内压力逐渐恢复9在烟道中形成设计所需温度和压力的烟气.利用热平衡计算可选择不同热功率的燃烧器9利用空气动力学的有关原理9可对文丘里管不同部位进行内外套管直径的计算.2设计条件烟气体积流量GV=Z000Z300m3/h9烟气温度IZ=Z009室内温度I1=Z59当地大气压为第31卷第Z期Z005年4月兰州理工大学学报JournalofLanzhouUniversityofTechnologyVol.31No.ZApr.Z005图l文丘里抽吸式混合加热器示意图FiglSchematicdiagramOfventuriinhaling-mixingheater84.31kPa,空气气体常数X=Z87J/,室温Z5时的空气密度P=0.98kg/m3,空气平均定压质量比热Cp,m在Z5时,Cp,m\Z50=1.0053kJ/[Z];在Z00时,Cp,m\Z000=1.0Z45kJ/[Z].风机型号:9-Z6No4型,风机出口流速1Z.Zm/s,流量ZZ00m3/h,风机出口压力ZkPa.燃烧机:选用上海炬炼热能设备制造有限公司生产的LZ6型燃烧机.3设计计算3.l设计假定壳程和管程中有流动换热现象,气体的流动换热由于存在许多不确定因素,计算起来非常复杂,而且往往计算结果与实际数据存在较大差距,又由于该文丘里混合管很短,因此本计算忽略壳程和管程中的换热量.假设壳程和管程中的气体均是一维~定常~绝能~等熵~不可压流,以伯努利方程为依据,进行有关参数的计算.3.2数值推算该混合加热器设计计算的关键是确定喉部冷~热风出口的截面...
