一、有關(guān)工藝設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題
對民用燃?xì)庥镁叩幕疽?,包括以?0個(gè)方面;(1)加熱能力,用熱負(fù)荷標(biāo)志;(2)供氣壓力,用額定供氣壓力要求;(3)熱能利用率,用熱效率表示;(4)燃燒產(chǎn)物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),用煙氣中有害物(C0、N0x等)含量表示;(5)燃燒穩(wěn)定狀態(tài)與調(diào)節(jié)范圍,不出現(xiàn)離焰、回火、黃焰,并能凋節(jié)熱負(fù)荷;(6)安全性,必須有安全設(shè)施;(7)噪聲,不允許超過規(guī)定;(8)表面溫度,不得高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;(9)結(jié)構(gòu)與材質(zhì),結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,經(jīng)久耐用,材料價(jià)廉,造型美觀;(10)其它,各類民用燃?xì)庥镁?,根?jù)其特有功能.還有些特殊要求。下面討論其中的若干問題。
(一)燃具熱負(fù)荷
燃具熱負(fù)荷,是指燃具中單位時(shí)間內(nèi)燃?xì)馊紵尫诺臒崃?。在額定供氣壓力下燃具所具有的熱負(fù)荷,則稱為額定熱負(fù)荷,它表明加熱能力的大小,是燃具的重要特性指標(biāo)之一。
而額定供氣壓力是設(shè)計(jì)燃燒設(shè)備的主要參數(shù)之一。為了使燃燒設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)計(jì)燃?xì)庠O(shè)備時(shí),額定供氣壓力應(yīng)按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的指標(biāo)選取見表3—8—1。
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燃燒設(shè)備種類 | 燃?xì)夥N類 | ||
人工煤氣 | 天然氣 | 液化石油氣 | |
低壓燃燒設(shè)備/kPa | 1.0 | 2.0 | 2.8或5.0 |
中壓引射燃燒設(shè)備/kPa | 10或30 | 20或50 | 30或100 |
此外,由于燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)上的壓力波動(dòng),燃燒設(shè)備前的供氣壓力可能大于或小于額定壓力,因此要求燃燒設(shè)備能在一定的燃?xì)鈮毫Σ▌?dòng)范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒。按規(guī)范要求,當(dāng)供氣壓力為0.5~1.5倍額定壓力時(shí),燃燒設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)都應(yīng)達(dá)到規(guī)定值。燃?xì)獯妒略罹哂糜诟鞣N烹飪加熱。而烹飪的關(guān)鍵就是要注意營養(yǎng)、凋味和色澤等,烹飪過程的加熱狀況好壞影響極大,因此燃具的加熱能力應(yīng)綜合考慮。
一般家用燃?xì)庠顭嶝?fù)荷應(yīng)大于2.326kW(2000kcal/h),否則火力太弱。大型燃?xì)庠顟?yīng)根據(jù)用途選定適當(dāng)?shù)臒嶝?fù)荷,通常按鍋的大小考慮,除特殊情況外熱負(fù)荷除低于11.63LW(10000kcal/h)。
通過編制加熱設(shè)備的熱平衡,依據(jù)提供的有效熱滿足加熱工藝的要求,可以確定燃具額定熱負(fù)荷。
通過計(jì)算加熱物質(zhì)所需要的熱量,和估計(jì)的燃具熱效率,再根據(jù)所需要的加熱時(shí)間,可計(jì)算燃具熱負(fù)荷:
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式中 Q——燃具熱負(fù)荷,kW;
m——被加熱物體的質(zhì)量,kg;
c——被加熱物體的比熱容,kJ/(kg·K);
T1、T2——被加熱物體的初始和終了溫度,K;
η——燃具熱效率,%,可按同類設(shè)備選取;
τ——物料加熱升溫時(shí)間,h;
K——安全系數(shù),考慮燃?xì)鈮毫赡芙档汀嶂悼赡茏兓?、熱效率估?jì)不準(zhǔn)及其它未考慮到的因素,K為1. 28~1.40。
如果被加熱物體有相變化,當(dāng)被加熱物體(固體)發(fā)生熔融時(shí),熱負(fù)荷的計(jì)算公式為:
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式中 ω——固體的熔融量,kg;
m——固體的熔解熱,kJ/kg。
當(dāng)被加熱物體(液體)發(fā)生蒸發(fā)時(shí),熱負(fù)荷的計(jì)算公式為:
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式中 ω′——液體的蒸發(fā)量,kg;
r——液體的蒸發(fā)潛熱,kJ/kg。
若一個(gè)燃具中有N個(gè)燃燒器,則每個(gè)燃燒器的熱負(fù)荷為:
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燃具總耗氣量B,可由熱負(fù)荷確定:
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式中 HL——燃?xì)獾牡蜔嶂怠?br />
(二)燃具熱效率
燃具的熱效率η是指有效利用熱占燃?xì)饪偡艧崃康陌俜直?,?br />
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式中 q——有效利用熱,kJ;
Qt——燃?xì)饪偡艧崃?,kJ。
燃具熱效率顯示燃燒過程和傳熱過程的綜合效率,它是燃具利用能量有效程度的指標(biāo)。常用燃具的熱效率見表3—8—2。
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效率 | 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)值 | 參考數(shù)值 |
家用燃?xì)庠睢 〖矣每焖贌崴?/td> | 沸水器 容積式熱水器 | |
η/% | >55 ≮80 在額定熱負(fù)荷下低熱值計(jì)算 | 70~80 ≮75 |