Конструктивний і технологічний розрахунки форсунок

Далі приведено метод розрахунку цільнофакельних, самоочисних форсунок із двома вводами (центральним і тангенціальним), розроблений авторами за результатами багаторічного досвіду розробки, проектування, виготовлення, впровадження і їх промислової експлуатації в абсорберах газоочисних систем виробництв добрив, що містять фосфор [11, с. 24-25]. Інші типи відцентрово-струминних форсунок розраховують по методиках [9] і [16]. Розрахунок охоплює широкий діапазон можливих витрат форсунок з оптимальними характеристиками (d_ц /d_с = 0,7; D_кз /Н_кз = 4,0) V_ф = 5-50м³/год., у якому зберігається постійність коефіцієнта витрати ξ=0,52.

Вихідні дані для розрахунку

1. Продуктивність форсунки q_ф, м³/год.

2. Тиск рідини на вході у форсунку ΔР_ф, Па.

3. Відношення діаметрів сопів центрального d_ц до вхідного d_с: d_ц/d_с=0,7

4. Відношення діаметра камери закручування D_кз до її висоти Н_кз: D_кз/Н_кз = 4,0

5. Коефіцієнт витрати ξ = 0,52

6. Відношення діаметра тангенціального вводу d_т до діаметра вихідного сопла d_с: d_т /d_с= 1,17

Рис.3.3. Форсунка з двома вводами:

1 – центральний ввід рідини;

2- тангенціальний ввід рідини

3.2.1. Конструктивний розрахунок. Визначаємо площу перетину вихідного сопла f_с (м²) по формулі витрати, м³/с:

q_ф =ξ* f_с * ,

з якої випливає, що

f_с = , (3.25)

де ρ_р – щільність середи (рідини), що розпорошується, кг/м³.

Розраховуємо діаметр вихідного сопла d_с (м) по рівнянню:

f_с = = 0,785 * ,

відкіля

d_c = . (3.26)

Обчислюємо діаметр сопла центрального вводу d_ц (м) по зданому оптимальному співвідношенню d_ц/d_с = 0,7, відкіля

d_ц = 0,7*d_c. (3.27)

Знаходимо діаметр камери закручування,м:

D_кз = 5* d_c. (3.28)

Визначаємо висоту камери закручування по оптимальному співвідношенню D_кз = H_кз = 4,0, відкіля, м:

H_кз = . (3.29)

Розраховуємо діаметр тангенціального вводу,м:

d_т = 1,17*d_с. (3.30)

Обчислюємо міжосьову відстань (відстань між осями форсунки і тангенціального вводу), м:

l = . (3.31)

Матеріал для виготовлення, спосіб з'єднання форсунок із трубопроводами, що підводять рідину, (фланцеве, муфтове, зварене), діаметр патрубка центрального вводу й інші не враховані розрахунком розміри елементів форсунок визначаються конструктивно з урахуванням умов експлуатації і величини d_ц. Розрахунок товщини стінок камери закручування форсунки приведено у подразд.4.2.

3.2.2.Технологічний розрахунок. У цьому розділі зважуються задачі визначення необхідної кількості форсунок і відшукання оптимального варіанта їхньої розмітки. При розрахунку загальної продуктивності форсунок орієнтуються на оптимальну щільність зрошення L_о, що установлюють відповідно до типу сорбтива (газу, що абсорбується) по табл. 3.2. При розрахунку розмітки враховують симетрію поверхні розмітки: якщо поверхня симетрична, розрахунок як уже відзначалося виконують за методикою [9], а якщо симетрія бідна, то по спеціальній програмі, попередньо вручну, розмітивши форсунки так як показано на рис. 3.4. У таких випадках [2] перетин вихлопного газоходу перекривають однією форсункою; відповідно розрахунок розмітки на іншій поверхні (поверхня зі збідненою симетрією) ведуть для n-1 форсунок, де n- загальна розрахункова кількість форсунок, що забезпечує одержання оптимальної щільності зрошення L_о.