Формирование асимметричных вихревых факелов в газомазутных горелках паровых котлов

• Автор: Рябокобыленко, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 204 c. : ил

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНИХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Основные аэродинамические характеристики вихревых струй II
1.2. Способы управления аэроструктурой вихревой струи
и факела
1.3. Постановка задачи исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИХРЕВЫХ СТРУЙ
2.1. Описание экспериментального стенда
2.2. Методика измерений осредненных аэродинамических характеристик струй
2.3. Оценка погрешности измерения аэродинамических характеристик вихревой струи
2.4. Исследование начальных условий формирования струй
2.5. Результаты экспериментальных исследований течения струй в свободном пространстве
2.6. Анализ экспериментальных результатов
3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АСИММЕТРИЧНЫХ ВИХРЕВЫХ
СТРУЙ
3.1. Описание расчетной математической модели
3.2. Описание программы расчета модельной задачи на

3.3. Результаты расчетных исследований и их анализ
4. ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ АСИММЕТРИЧНЫХ ГАЗОВЫХ ФАКЕЛОВ
4.1. Исследование вихревого газового факела на огневой модели топки

4.2. Испытания горелок с косым срезом на котле Б-25/15ГМ
5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГОРЕЛОК С КОСЫМ СРЕЗОМ И ВЫРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ 12?
5.1. Методика аэродинамических исследований топочно-горелочного устройства котла в изотермических и огневых условиях
5.2. Характер развития одиночной асимметричной струи
в топочной камере
5.3. Характер развития одиночного асимметричного
факела в топочной камере
5.4. Аэродинамика топочной камеры в плоскости осей
нижних горелок
5.5. Методика теплотехнических испытаний котла
5.6. Результаты теплотехнических испытаний котла при сжигании газа
5.7. Исследование горелок с косым срезом при сжигании мазута
5.8. Выработка рекомендаций по проектированию и применению горелок с косым срезом
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ I

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕН И Е
Реализация решений КПСС и Советского правительства,поставленных перед энергетикой страны, предъявляет вес более высокие требования к надежности и экономичности современного энергетического обрудования.
В настоящее время на тепловых электрических станциях доля эксплуатационных повреждений паровых котлов составляет свыше половины общего количества аварийных ситуаций. При этом значительное число аварий приходится на топочные поверхности нагрева.
Надежность экранных поверхностей нагрева обуславливается совместным влиянием двух факторов: внугреннего-концентрацией в котловой Еоде накипеобразующих и коррозионноактивных веществ, и виешнсго-тепловой нагрузкой труб и составом газовой среды вблизи поверхности нагрева.
Тенденция к использованию на современных энергетических котлах с высокой средней теплопапряженностью экранов небольшого числа мощных горелочных устройств привела к значительной неравномерности падающих тепловых потоков. Заметное превышение местной теп-лонапряженности труб над средней интенсифицирует процессы разрушения металла. При этом фактический срок безаварийной работы экранной системы оказывается меньше предполагаемого,расчетного, так как нормирование качества воды ориентируется,как правило, не на максимальную,а на среднюю тепловую нагрузку экранов.
Вопросы надежности работы экранов котляв промышленного назначения также стали приобретать все большую актуальность вследствие повышения теплонапряжений топочного объема,стремления к сжиганию топлива с пониженными избытками воздуха. Проектировщикам современных промышленных котлов необходимо было также решать и комплекс задач по технологической унификации котлов,снижению металлоемкое-

ценпю аэродинамической оси,так,что полуширина струи зз верхней и нижней части одинакова.
Па рисунке 2.17 показаны схемы течения асимметричных струй при фиксированном угле поворота лопаток оО =30° и изменения угла косого среза от 19° до 4 33.
Увеличение Чс До 45° приводит к существенной трансформации схемы течения. Отклонение аэродинамической оси наблюдается уже в пределах косого среза рто есть при ^-0,4 — Хс ),причем на этом участке ось струи имеет криволинейный характер. Далее по течению ось струи прямолинейна,угол отклонения у =15°. Заметно возрастают размеры рециркуляционной зоны, особенно ее протяженность. Увеличение угла среза приводит к тому,что в нижней полуплоскости струя
выходит в свободное пространство при больших значениях осевой козе X
ординаты ~ , вследствие чего поперечные координаты д- нижнеи
границы уменьшаются при той же крутке струп. Например, в сечении —р ~ 3 разница в координатах границ составляет 0,34с(. 3 то же время полуширина струи, отсчитываемая от аэродинамической оси до границы,в нижней части сохраняется на том же уровне,что и в верхней.
Ка рисунке 2.18 представлены схемы течения струй при 4^ = 4 5° и изменении оОот 4 33 до 50°.
Для этих струй движение по криволинейной траектории в пределах косого среза проявляется еще более отчетливо. Оси струй на этом участке имеют заметную кривизну,причем смещение оси уже в сечении ХС~Д,4 достигает для об - 50° примерно такого же значения, как в сечении 3 для варианта = I? и 0^ = 60°. Зниз по течению оси струй прямолинейны с максимальным в диапазоне исследованных вариантов 4£ и сОуглами отклонения: при оС= 4^ % = 18°, при об - 60° % - 229.
Увеличение угла среза от 15° до 42Р приводит для угла поворота лопаток 50°, так же как и для ей - 30°, к удлинению рециркуляры-