close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5441

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5441
(13) C1
(19)
7
(51) F 23D 14/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ГОРЕЛКА
(21) Номер заявки: a 20000166
(22) 2000.02.23
(46) 2003.09.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Могилевский государственный университет продовольствия" (BY)
(72) Авторы: Груданов Владимир Яковлевич;
Воробьев Дмитрий Геннадьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Могилевский государственный
университет продовольствия" (BY)
BY 5441 C1
(57)
Горелка, содержащая установленную в воздушном потоке топливоподводящую трубу
с диффузором, имеющую на выходе насадку с отверстиями, выполненную в виде усеченного конуса и снабженную на меньшем основании дисковым отражателем, и установленный после диффузора вокруг топливоподводящей трубы завихритель, отличающаяся
тем, что насадка условно разбита по высоте на ряд усеченных конусов, радиус больших
оснований которых определен по формуле:
Rn = (1,272)nRo,
где n - порядковый номер усеченного конуса;
Rn - радиус основания n-го усеченного конуса;
Ro - радиус меньшего основания насадки,
при этом отверстия расположены на центральных радиусах усеченных конусов, а их количество определено по формуле:
Zn + 1 = [1,618 Zn],
где квадратные скобки означают целую часть числа;
Zn - количество отверстий на n-ом усеченном конусе,
при этом количество отверстий в первом, считая от меньшего основания насадки, усеченном конусе равно одному из чисел Фибоначчи, начиная с числа 3.
BY 5441 C1
(56)
SU 1272055 A1, 1986.
SU 1204873 A, 1986.
SU 1239457 A1, 1986.
RU 2005957 C1, 1994.
DE 3744993 A1, 1991.
JP 57148113 A, 1982.
JP 62094713 A, 1987.
Известна горелка, содержащая установленную в воздушном потоке топливоподводящую трубу с диффузором, имеющую на выходе насадку с отверстиями, выполненную в
виде усеченного конуса и снабженную на меньшем основании отражателем, и установленный после диффузора вокруг топливоподводящей трубы завихритель [1].
Задача изобретения - повышение эффективности сжигания топлива.
Поставленная задача достигается тем, что, согласно изобретению, насадка условно
разбита по высоте на ряд усеченных конусов, радиус больших оснований которых определен по формуле:
Rn = (1,272)n Rо, (1)
где n - порядковый номер усеченного конуса;
Rn - радиус основания n-го усеченного конуса;
Rо - радиус меньшего основания насадки,
при этом отверстия расположены на центральных радиусах усеченных конусов, а их количество определено по формуле:
Zn + 1 = [1,618Zn],
(2)
где квадратные скобки обозначают целую часть числа;
Zn - количество отверстий на n-ом усеченном конусе,
при этом количество отверстий в первом, считая от меньшего основания насадки, усеченном конусе равно одному из чисел Фибоначчи, начиная с числа 3.
На фигуре показан продольный разрез горелки. Горелка содержит установленную в
воздушном потоке топливоподводящую трубу 1 с диффузором 2, имеющую на выходе насадку 3 с отверстиями 4, выполненную в виде усеченного конуса и снабженную на меньшем
основании отражателем 5, и установленный после диффузора 2 вокруг топливоподводящей
трубы 1 завихритель 6. Насадка соединена с диффузором 2 промежуточной цилиндрической вставкой 7.
Насадка 3 условно разбита по высоте на ряд усеченных конусов 8, радиус больших
оснований которых определен по формуле:
Rn = (1,272)nRо, (1)
где n - порядковый номер усеченного конуса;
Rn - радиус основания n-го усеченного конуса;
Rо - радиус меньшего основания насадки,
при этом отверстия расположены на центральных радиусах усеченных конусов, а их количество определено по формуле:
Zn + 1 = [1,618Zn],
(2)
где квадратные скобки обозначают целую часть числа;
Zn - количество отверстий на n-ом усеченном конусе.
При работе горелки топливный газ, проходящий по трубе 1, истекает равномерно по
всей поверхности насадки 3 через отверстия 4 и перемешивается с закрученным потоком
воздуха, который формирует завихритель 6. Дисковый отражатель 5 образует зону обратных потоков и защищает насадку 3 от воздействия высоких температур.
2
BY 5441 C1
Определение геометрических размеров насадки по формулам (1), (2) позволяет получить
одинаковое значение пропускной способности каждого условно усеченного конуса, то есть
К1 = К2 = К3 = ... = Кn,
(3)
где Кn - пропускная способность n-го усеченного конуса, определяемая по формуле:
d2
π о ⋅ Zn
(4)
Kn = 4
,
Sбок n
где dо - диаметр отверстий,
S бок n - площадь боковой поверхности n-го усеченного конуса, определяемая по формуле:
S бок n = π(Rn-1 + Rn)Ln,
(5)
где Ln - образующая n-го усеченного конуса, определяемая по формуле:
( R − R n −1 )
Ln = n
,
(6)
sin α
где α - пол-угла вершины насадки горелки.
Подставив формулы (5), (6) в формулу (4) и сократив, получают:
d 2о
Zn
d 2о ⋅ Z n ⋅ sin α
4
=
Kn =
.
( R n − R n −1 ) 4( R 2n − R 2n −1 )
π( R n −1 + R n )
sin α
π
(7)
Пример 1.
Начальные условия:
Rв - радиус меньшего основания насадки, Rв = 25 мм;
dо - диаметр отверстий, dо = 2 мм;
Z1 - количество отверстий в первом, считая от меньшего основания насадки, условном
усеченном конусе, Z1 = 13;
α - пол-угла вершины насадки, α = 45°.
Насадку разбивают на 4 условных усеченных конуса.
1. Определяют радиусы оснований условных усеченных конусов.
R1 = (1,272)Rо = 1,272⋅25,0 = 31,80 мм;
R2 = (1,272)2Ro = 40,45 мм;
R3 = (1,272)3Ro = 51,45 мм;
R4 = (1,272)4Ro = 65,44 мм.
2. Определяют количество отверстий, расположенных на центральных радиусах условных усеченных конусов.
Z1 = 13;
Z2 = [1,618Z1] = 21;
Z3 = [1,618Z2] = 34;
Z4 = [1,618Z3] = 55.
3. Определяют пропускную способность условных усеченных конусов.
d 2 ⋅ Z ⋅ sin α
2 2 ⋅ 13 ⋅ sin 45
K1 = о 21
=
= 0,0237,
4( R 1 − R 2о ) 4(31,82 − 25,0 2 )
K2 =
K3 =
d 2о ⋅ Z 2 ⋅ sin α
4( R 22 − R 12 )
d 2о ⋅ Z3 ⋅ sin α
4( R 32 − R 22 )
=
=
2 2 ⋅ 21 ⋅ sin 45
4( 40,452 − 31,82 )
= 0,0237,
2 2 ⋅ 34 ⋅ sin 45
4(51,452 − 40,452 )
= 0,0237,
3
BY 5441 C1
K4 =
d 2о ⋅ Z 4 ⋅ sin α
2 2 ⋅ 55 ⋅ sin 45
= 0,0237,
4( R 24 − R 32 ) 4(65,44 2 − 51,452 )
К1 = К1 = К2 = К3 = К4, следовательно, достигается качественное перемешивание топлива с
воздухом, что и повышает эффективность сжигания топлива.
Пример 2.
Принимают Z1 = 21. Bce остальные исходные данные оставляют без изменений. Тогда:
Z1 = 21,
K1 = 0,037,
Z2 = 34,
K2 = 0,037,
Z3 = 55,
K3 = 0,037,
Z4 = 89.
K4 = 0,037.
Пример 3.
Если Zn+1 ≠ [1,618Zn], например, Zn+1 = [1,5Zn] при соблюдении всех остальных отличительных признаков. Принимают, что насадка условно разбита на 4 условных усеченных
конуса, Z1 = 13, Rв = 25 мм, dо = 2 мм, α = 45°. Тогда:
Z1 = 13, Z2 = 20, Z3 = 30, Z4 = 45;
R1 = (1,272)Rо = 1,272⋅25,0 = 31,80 мм;
R2 = (1,272)2 Ro = 40,45 мм;
R3 = (1,272)3 Rо = 51,45 мм;
R4 = (1,272)4 Rо = 65,44 мм.
d 2о ⋅ Z1 ⋅ sin α
2 2 ⋅ 13 ⋅ sin 45
=
= 0,0237,
K1 =
4( R 12 − R 2о ) 4(31,82 − 25,0 2 )
K2 =
K3 =
K4 =
d 2о ⋅ Z 2 ⋅ sin α
4( R 22 − R 12 )
d 2о ⋅ Z 3 ⋅ sin α
4( R 32 − R 22 )
d 2о ⋅ Z 4 ⋅ sin α
=
=
=
2 2 ⋅ 20 ⋅ sin 45
4( 40,452 − 31,82 )
= 0,0226,
2 2 ⋅ 30 ⋅ sin 45
4(51,452 − 40,452 )
=
= 0,02,
2 2 ⋅ 45 ⋅ sin 45
= 0,0193,
4( R 24 − R 32 ) 4(65,44 2 − 51,452 )
т.е. К1 ≠ К2 ≠ К3 ≠ К4, а следовательно, будет иметь место некачественное перемешивание
газа с воздухом.
Аналогичная картина будет наблюдаться и при несоблюдении всех остальных отличительных признаков.
Таким образом, при определении геометрических размеров насадки 3 по формулам
(1), (2) достигается технический результат - качественное перемешивание газа с воздухом,
и смесь за счет равномерной концентрации лучше подготовлена к последующему сжиганию в камере сгорания, что и повышает эффективность сжигания топлива. Также возможна унификация газогорелочных устройств различной тепловой мощности благодаря
введению золотой пропорции в методику расчета геометрических параметров устройства.
Источники информации:
1. А.с. 1272055, 1986.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
by5441, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа