燃烧喷嘴布局与水雾喷嘴的布局

  关于喷嘴密度安排及布局,从各种喷雾方式可以看出:喷雾锥角(或扇面角)从喷嘴端面开始,随轴向距离增加,喷雾散布截面(或横向尺寸)越大。

一、燃烧喷嘴布局及稠度安排:

  对于燃气轮机环形燃烧室来说有多个(多至20~30多个)分布在圆周上,实际工程应用中难于按上述要求去执行,高科鼎茂喷嘴认为有待通过实用效果检测去修正完善。喷嘴间距影响喷嘴性能,根据喷嘴燃烧性能做出布局安排:

  1. 燃烧喷嘴喷口温度场的变化,燃烧喷嘴间距太大,则出口温度分布系数 (或出口热点分布系数OTDF)偏大(特别在高功率状态下尤为突出);
  2. 燃烧性能的变化:燃烧喷嘴间距太小则喷嘴布局稠密,导致相同喷口尺寸及总供油量条件下,每个燃烧喷嘴供油量少,就会降低供油压差,造成燃油雾化质量变低,燃烧效率降低,点火困难,燃烧稳定性差。燃烧喷嘴布局可通过燃烧室方案选择性试验确定,根据实验作出喷嘴数量布局密度。
  3. 不同类型燃烧室对应喷嘴密度也不同:如采用压力雾化喷嘴的单油路或双油路:
    (1)普通燃烧室,一般稠度取值约为1.1,即留够传焰管安装尺寸和保证火焰筒周向均匀进气要求的间隙;而对于环形燃烧室来说,喷雾锥受到火焰筒头部及主燃区的外壁进气的压缩作用,其纵截面势必呈椭圆形,为了防止油锥重叠,喷嘴稠度取值为1.3-1.5。
    (2)在环形燃烧室上,不同类型喷嘴及其安装方式的稠度也有差别:
       a.T形蒸发管供油方式的支管稠度小于1,r形的小0.5。这是由于从支管喷出的油气混合物射流不可能产生很大的喷雾锥,而即刻进人头部相应回流区。
       b.切向安装的压力雾化喷嘴的稠度较大,一般lx/hf>1.5,如GTCP36-300、WTQ-l等。如果采取周向分级,为保证高况工况的性能,则其稠度为1.5左右。
       c.回油喷嘴在低工况下喷雾锥角变大,其稠度取值可大些,其喷雾角达90°土5°。.因此稠度达到2左右。
       d.扇片式喷嘴的稠度取值要达到2左右。
       E.空气雾化喷嘴是一个独立的油汽供给装置,雾化空气量占总气最比例大,因此稠度取值偏小,如CT7的稠度为l.2左右。

  归纳的以上喷嘴稠度取值原则主要以小型发动机燃烧室的资料为依据,该燃烧喷嘴取值理论基本适用于大型发动机。

二、水雾喷嘴的布局及稠度安排:

  在清洗喷嘴系统、润滑系统、外涂设备等装置,喷头的布局要求实现较均匀的流量分布以保证雾化均匀,以达到喷雾设备的功能要求。水雾喷嘴的布局同样要避免不合理的喷雾/喷液重叠,要对喷嘴的布局根据设备性能要求做合理布局安排,以保证喷雾质量。

  高科鼎茂喷嘴建议:最好在保证所有喷嘴的流量、喷雾角度、喷雾质量、喷雾流量等条件基本相等下,根据环面或长条平面喷雾均匀的要求,来安排喷嘴间距及布局。

  在清洗、喷涂、润滑、冷却等装置安排喷嘴群也必须要求所用喷嘴的流量、喷雾锥角、流量分布等基本性能相近,然后按喷嘴端面至工作平台高度、喷雾压力及工质性质不同初步确定喷嘴布局。

  扇形喷嘴喷雾:它的喷雾体积通量呈山形分布(外侧流量少),因此必须有一定喷雾重叠量。实心锥形喷嘴:喷雾体积流量类似扇形喷雾,只是它的喷雾流量分布更如同圆面包形。

  空心锥形喷嘴:喷雾的纵剖面如同马鞍形分布(即中心部位流量少)。

  无论选择哪种喷嘴喷雾形式,都必须考虑喷雾覆盖面的重叠量,具体的雾化喷嘴布局及稠度调节则要根据具体的喷雾作业要求及喷雾环境、喷嘴类型、喷嘴流量要求、介质粘度、粒子大小等来确定。

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