利用气体喷射引流技术强化浸入式水口的预热效果

《利用气体喷射引流技术强化浸入式水口的预热效果》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开发与应用NAIHUOCAILIAO/耐火材料2004,38(3)186～189利用气体喷射引流技术强化浸入式水口的预热效果□罗会信张学军武汉科技大学机械自动化学院武汉430081摘要为了提高现有抽风式预热烘烤方式下浸入必将提高抽风流量,进而提高水口的预热温度。式水口的预热效果,利用气体喷射引流原理,在靠近烘烤箱的抽风机吸气管道上增设一压缩空气管,构成简单喷射器,通过压缩空气的喷射引流来增加抽风流量,强化升温效果。研究表明,采用压缩空气引流后,可使抽风式烘烤装置的抽风流量由原来的0.23-13-1m·s提高到0.36m·s,水口的预热升温曲线更趋合理。采用

2、压缩空气引流强化抽风预热烘烤90min时,水口颈部外壁的温度提高14.8%,比现有结构提高约100℃,效果十分明显。关X键词浸入式水口,喷射引流技术,烘烤方式,温度场图1气体喷射引流技术原理图理论分析与实际应用均表明,抽风式烘烤方式是[1〗目前比较有效的水口预热升温方式。但是,由于2压缩空气喷射引流参数的计算方法现有抽风系统的管道较长,弯管较多,抽风流量只有压缩空气从容器中流出时,由于容器的容积比管3-10.2m·s,预热后水口颈部外壁的温度只有约650嘴尺寸大得多,容器中的气体流速大大小于气体在管℃,水口在现场使用过程中仍不时出现断裂现象。这嘴中的流速

3、,因此可以近似地认为容器中的气流速度说明水口颈部预热温度需要进一步提高。提高水口为零。容器中的气体参数称为原始参数(又称滞止参颈部预热温度的有效方法是提高抽风流量。为了提数),用p0、T0、ρ0表示。气体流入外部介质空间后流高抽风口的热空气流量,可通过换用更大功率的抽风股断面上的参数用p、T、ρ表示。机或更改管道以降低管道沿程阻力的方式来实现,但压力为p0,温度为T0的容器中的气体,流入压力是这种方式的成本较高,维护工作量较大。一种简便为p、温度为T的外部介质,稳定流动时伯努利方程的方法是利用气体喷射引流技术来提高抽风流量,强的微分形式为:化水口的预热效果

4、。dpVÂ2dz++d=0(1)ρg2g对于压缩性气体,由于压力和流速的变化很大,1气体喷射引流技术原理而气体的重度很小,故dz可忽略不计,则上式可最简单的喷射装置见图1。设气体在圆管内作匀变为:速运动,在圆管中心线处有一喷嘴沿圆管中心线高速2dpVÂ喷射气体,喷射气体与引流气体在圆管的AB、CD段+d=0(2)ρ2g(混合室)混合。因混合室是一个直径有限的圆管,当压缩性气体流出时,由于流出速度很高,可看成前面的气体被推向前时,后面的气体变得稀薄而使压p是可逆绝热过程。根据绝热方程式γ=C,γ为绝力下降,即在混合室的入口端(AB截面)造成一定负ρ压,使入口

5、端外面的气体被连续不断地吸入混合室。[2]X湖北省教育厅科学研究基金资助项目(2003A009)。这就是气体喷射引流的基本原理。根据上述喷射器罗会信:男,1962年生,副教授。原理,将气体喷射引流技术应用到抽风式烘烤装置上,收稿日期:2003-11-10编辑:黄卫国1862004/3耐火材料/NAIHUOCAILIAO热指数。对于双原子气体γ=1.4。C为常数。代入式(2)并积分可得:2γpVÂ+=常数γ-1ρ2工程上常将管外的压强称为背压(或反压),记为pb,p0为管内压强。pb如果出口截面e是渐缩的,当=1时,管内没有p0图2采用压缩空气和抽风机共同作

6、用的抽风原理示意图pb流动。当pb下降,<1时,在压差作用下管内产生p0气体和引流的热空气在到达抽风机入口处已经混合了流动。由于声速只能在最小截面处达到,所以渐缩均匀。压缩空气喷嘴的截面面积为Aj,管道的截面面管内的流动是亚声速流。随着pb的下降,分为以下几积是A2,热空气在压强p1处流过的面积为A1=A2-种情况:Aj。压缩空气在喷嘴处的速度为Vj,热空气在压强为(1)pb下降,气体在出口处截面上的速度尚未达p1处的速度为V1,热空气和压缩空气混合均匀后其到声速。此时,出口截面压pe与背压pb相同。出口平均速度为V2,抽风机所提供的风压为p。截面处的流动

7、马赫数按下式求出:γ-1在压强为p1、p4的两个平面之间满足下列方程:2p0γMe=[()-1](3)ρ5VjAj+ρ0V1A1=ρ2V2A2(7)γ-1pb222(p1-p4)A2=ρ2V2A2-ρ0V1A1-ρ5VjAj管内质量流量Qm为:γ-12-(γ+1)(8)Qm=Aeγp0ρ0Me(1+Me)2γ-1(4)2222p1Vjp1V1p4V2p+++=+++h后失(9)(2)pb下降到一定程度,气体在出口截面上达到ρ5g2gρ0g2gρ2g2gρ2g声速,此时有:其中:h后失为考虑管道管径变化以及气流改变方向的pbpep32γ局部损失。由以下公式计

8、算得到:h后失=h后摩+h后局,===()γ-1(5)p0p0p0