Принцип работы инжекционной горелки

Хм, не так все просто...
Сопло инжектора дает струю газа или паров, которая подсасывает воздух (лучше -кислород ), и одновременно смешивается с ним. И от скорости истечения (грубо - от давления), диаметра сопла и размера камеры зависит качество получившейся смеси. Дальше эта смесь уже поступает собственно к горелке.
Количество воздуха в смеси регулируется либо давлением (при принудительной подаче), либо перекрыванием спец. окошек в камере.
Горючее - игольчатым вентилем.

Самый простой пример - паяльная лампа. Подсос воздуха никак не регулируется, мощность - давлением горючего.
Обычно, чем больше давление, тем громче шумит, - лучше перемешивание - лучше греет.

Давление - чем больше, тем лучше (в разумных пределах), проще регулировать. И от имеющегося давления зависит диаметр сопла инжектора - чем ниже давление, тем больше диаметр. Да, диаметр зависит и от мощности нагрева, которую надо получить (0,1 - 0,15 у ювелирных горелок, 0,3 - 0,5 на паялках). Подбирал экспериментально.
Желтый вялый факел - много горючего, отрывает факел - мало, голубой прозрачный - само то.
Да, чтоб не отрывало факел - ставят рассекатель, тормозящий поток, добавляют дополнительно поджигающий факел.

Спасибо за ответ, не совсем понял как это диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц, или вы имели ввиду диаметр форсунки?
И ещё про диаметр формунки - если я уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа, это положительно влияет на подсос воздуха или нет?

диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц,

0,1 - 0,5 мм.

уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа,

Скорость истечения-то с чего увеличится, если давление то же?
Если надо увеличивать содержание воздуха, то увеличивать окна, поиграть размером камеры.
Если не помогает - уменьшать диаметр инжектора.
Или повышать давление.
Кстати, подогрев (за счет теплопередачи от факела) может менять режимы (уменьшается подсос воздуха), лучше иметь запас.

Инжекционные горелки:

Вчера наконец добился от горелки нормального результата, оказалось, что у меня было слишком маленькое давление. Интересный эффект заметил - при увеличении давелния нужно прикрывать воздушную заслонку, иначе горит нестабильно.
Сейчас хочу спросить.
Скажите у кого какой диаметр жиклёра и какое давление, хочу понять нормально или нет, что у меня при диаметре в 1 мм давление - 2 кгс/см2?

Моей первой ошибкой было расположить воздушный дроссель слишком близко к форсунке. Горелка голодная до воздуха и наддув обязателен.Близко расположенная заслонка не дававла образованию нормальной газовой смеси.Горелка запускалась в спочти закрытой заслонкой а при полностью открытой сбивала пламя. Приходилось постоянно регулировать. Сейчас разнес расстояние между форсункой и заслонкой. Стало на много лучше но теперь надо увеличить мощность вентилятора.Фото старое. Показанно как было.

250мк76
Да у меня тоже заслонка примерно на таком расстояни. Скажите какое у Вас сейчас давление? диаметр форсунки я так понимаю 0.75мм.
Можете показать фото как сейчас?
Ещё - как Вы определяете, что воздуха недостаточно?

Вот кстати много по Вашей теме- forum.ostmetal.info

Окончательного фото нет. Это я все мои эксперементы фиксировал.Печка только сегодняшняя. Сопло 200 мм. диаметр 32 мм. Остальное все труба 40 мм. Боченки длинной 110 мм. Пламя должно ровное с синеватым оттенком.Всегда играюсь редуктором и заслонкой для достижения необхобимой температуры. На больших заготовках заслонка открыта полностью, на редукторе 1.5-2 атм. Когда печь прогревается снижаю до 1-1.2 атм. газ экономлю. Вход в печь закрываю кирпичем но небольшой зазор оставляю. Попробуй запусти печь, дай ей погреться минут 10 с прикрытым входом.Кирпичи должны быть красными в нутри. Потом эксперементируй с давлением, форсункой, заслонкой и т.д. Ум меня все соединения как видишь резьбовые и проще модулировать.

Скажите, какое максимальное давление в домашней газовой сети?

Сетевое давление примерно 300-400 мм.
Точно не скажу, ибо не занимаюсь бытовухой
Для природного газа форсунка должна быть немного другая

Соотношение газ-воздух, для каждой системы подбирается свое.
Если пламя соломенного цвета и идет черный дымок (не дымит, а именно дымок, его можно увидеть если поставить лист бумаги), значит не хватает кислорода.
Если отрывает факел, соответственно много воздуха.
Пламя, в идеальных условиях должно быть ярко голубым (для природного газа), или с желтыми языками (для балонов с пропан-бутановой смесью, как на рисунке).

Наладку по газу-воздуху делают только на прогретом агрегате, для таких размеров 10-15 минут должно хватить.
Лучше если подсосы воздуха по периметру будут целиком убраны. Подсосы создают в топке местные перепады и могут просто разорвать обмуровку. Промазать топку шамотом, что поможет избежать проблеммы, настойки каждый раз.

Вопрос всем.
Я немного не понимаю зачем давление в 1-2 кг?
Смысл всего этого?
На рабочем газовом котле оно до 400 мм, и греет не три саниметра площади.
Пылесос громко и неэстетично обычного короба с вентилятором за 100-200 рэ за глаза, для такой живопырки.
Может лучше попытаться поток закрутить увеличив длину факела или горелку кольцевую или подовую сделать. Для такой системы ИМХО лучше.

Но раз уж хотите инжекционную, попробуйте разбить поток воздуха, до горелки, или закрутить его. Приостановив и прибавив кислорода в облать горения.

А что такое кольцевая или подовая горелка, поискал в яндексе, но всё какие-то промышленные устройства, можете набросать принципиальную схему? может действительно проще такую сделать как Вы говорите.
По Вашему рисунку не понял, где форсунка? как выгибаются лопасти? каким образом закручивается поток воздуха? в каком месте происходит сгорание газа и смешение его с воздухом? Поясните пожалуйста, тема очень интересная.

Не буду Вас морочить.
Про подовые и кольцевые горелки можно взять любую книгу по теплотехнике и прочитать.
Не обижайтесь, просто это 4-й курс института и два семестра лекций

Вы написали, что горелка уже есть, нарисуйте, хотя-бы схематично, как выглядит. Уже готовое изделие проще оптимизировать по горению, чем делать новое.

Скорее всего Вам не сформировать факел, т.е. нет амбразуры.
Нарисуйте, постараюсь помочь советом.

Направляющих на горелки не нашел, ни рисунков, ни фото. Блин видимо такой жуткий секрет
Нашел нечто похожее, только с отверстиями, а на направляющих горелок щель

Originally posted by кузя:

Нашел нечто похожее, только с отверстиями

Что то мне эта картинка сильно напоминает деталь от электрической соковыжималки

Она и есть
Ну вид такой же.

у меня горелка сделана практически такая же как на рисунках, размеры примерно такие же(рисунки в этой эе конференции выкладывал Vlad Klem).
Скажите что здесь стоит оптимизировать?

Что-то я не совсем понял, какая горелка нужна - стационар или ручная.

Сейчас, наверное проще купить готовую, чем изобретать самому.. . Есть в продаже и ювелирные микро и макро, которыми рубероид греют. Но если интересно разобраться - тоже дело хорошее...

Вот, старая публикация в "М-К": Ю.Орлов. Универсальная горелка (Моделист-конструктор) Размер файла: 55.55 Kb mail.mega.dp.ua

Если интересно, могу сфотить свои горелки.

2Mutant
Вообще изначально мне нужно было сделать горелку для небольшого газового горна, в принципе это уже сделано, но настроить её толком не могу. Горелка работает от газового баллона. Всё что сделал - скопировал уже из существуюищх статей, не особо понимая принципов работы. Сейчас вот хочу разобраться как работает моя и возможно узнать что-то новое - например, как сделать горелку работающую на низком давлении домашней газовой сети.
Фото имеющихся у Вас горелок очень интересно было бы посмотреть.

2кузя
Просмотрел книги:
Теплотехника, под редакцией Баскакова.
Теплотехника, Чечёткин, Занемонец
Теплотехника, под редакцией Крутова.
Упоминание термина кольцевая и подовая горелка не встретил, хотя про инжекционные горелки кое-что нашёл.
Не могли бы Вы порекомендовать соответствующую литературу (лучше, ту что можно найти в инете).

Извеняюсь, что не сразу ответил.
Отобрал у теплотехников книгу "Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий" В.М. Чепель, И.А. Шур.
В интернете наверное можно поискать, но она специально для персонала ответственного за газовое хозяйство.
В общем по газовым горелкам отсканировал, но получилось 51 лист и 5 Mb.
Если устроит вот ссылка http://ig-79-9t.narod.ru/gorelki.rar
Если на дайлапе, то подскажите как перегнать в .pdf чтобы ужать.

Уточнил, в сети городской давление 120 мм, маловато для нормальной мощности.
Когда будете смотреть инжекционные горелки обратите внимание:
- на Вашей горелке нет элемента формирующего факел, да и форма обратная "оригиналу",
- втыкая так газовую линию, Вы принуждаете поток воздуха её огибать, и когда воздуха ещё мало, разрежение за трубкой у форсунки отрывает факел.

В общем почитайте, посмотрите, если что не ясно спрашивайте

ок, спасибо, читаю

может вот это полезно будет,
раньше лежало и там и там.
Довольно прикольная книга с научным уклоном, хотя в общем ничего особо сложного. На аглицком правда
rapidshare
mmcd.meditprofi.ru

Ну типа вот:

Самоделки

И были еще такие наборы, под старые литровые баллоны

То Osm
В ответах к Вам участники все перепутляли. Кислое с твердым, горячее со сладким. В советах и ювелирные горелки, и горелки для подогрева асфальта, которые работают только на открытом воздухе, так как дожиг факела идет за счет атмосферного воздуха. Попробуйте суньте сопло этой горелки в закрытое пространство и она моментально погаснет. Я же Вам запостил чертежи ижекционных горелок взятые с сайтов американских кузнецов и металлургов. (Там же есть все размеры, правда в дюймах, но я думаю это не проблема перевести это в мм). Горелки расчитываются на тепловую мощность и в зависимости от давления газа выбирается диаметр отверстия жиклера, (примерно от 0,5 до 1,0мм) диаметр и длина смесительной трубки ( примерно 1/2" до 1")и диаметр воздушного (воздушных) отверстий для эжектируемого воздуха. Скажу, что баллонная пропан-бутановая смесь подаваемая под давлением 3ат. при коэффициэнте избытка воздуха 1,1 дает температуру факела до 2100*С.
Далее, - инжекционная горелка на сетевом газе работать не будет. Нужен принудительный поддув воздуха и камера смешения. Примерно вот такая схема:

2mutant
о, спасибо, познавательно.

2Vlad Klem
Спасибо за комментарий, я уже читаю книжки и похоже у меня получается понять суть и отделить горячее от сладкого Я действительно столкнулся с тем, что горелка хорошо работает на открытом воздухе и гаснет в печке, понимаю почему.
По поводу сетевого газа - такую схему уже видел, но есть сомнения, что сетевого газа хватит, чтобы дать необходимое количество теплоты в единицу времени, созимеримое с тем что даёт инжекционная горелка и давлением в 2-3 атм. Существенно увеличить теплоизоляцию у меня думаю не получится, т.е. печка будет греться дольше чем остывать. Каково Ваше мнение?

2 Vlad Klem:
Не знаю как там у Вас с кузнецами в Пендосии
А у нас инжекционные горелки делятся на два вида:
1. с инжекцией газа воздухом
2. с инжекцией воздуха газом

Для горелок, второго типа, работающих на давлении 350-500 мм (средне давление) вентилятор не нужен, что является основным достоинством конструкции. Мало того, на среднем давлении довольно короткий факел.

То Osm
Сетевой газ в основном состоит их метана. Его теплотворная способность ниже, чем у пропан-бутановой смеси. Я не знаю, какое давление в бытовой разводке, но знаю, что при коэффициэнте избытка воздуха 1,2-1,25 температура факела будет не ниже 1800*С. Так что вполне хватит для печки, даже для плавки стали, только конструкция горелки будет другая и другое (большее) отверстие жиклера. Надо просто посчитать какое оно будет при давлении бытовой сети. Для любой печи самое главное термоизоляция.

То кузя
Я не знаю, как там с кузнецами в пиндосии,
но у нас в Москве на Нагорной делается так, как я написал. И что интересно, работает неплохо.
А ежели Вы соизволите поднять мои старые посты, то прочтете, где я как-то уже отмечал, что горелками, сделанными мною, уже не первый год пользуются некоторые наши ножеделы например Г.К. Прокопенков и Василий Козлов и естественно Алексей Кукин. А также Сергей Данилов (Самурай) и Игорь Пампуха. Да и некоторые другие, которые, с моего разрешения, сделали их сами.

Originally posted by Vlad Klem:

С моего разрешения, сделали их сами.

Ёкараный бабай!!!
А я то думал, кто у нас в РОССИИИ горелки разрабатывает.

Смеюсь, по тому-что мой дед преподавал, а отец 30 лет ставил и налаживал горелки и я не первый год вместе с папой работаю. БИГ Промэнэргогазовский - труды не только наши, но и огромного коллектива, который по всей стране работает.

А если Вы пытаетесь оспорить своё мнение надо доводы а не данные "с потолка", да пиндосские доводы сюда кидать.
Это так для размышления.

Недавно изготовил печку , в качестве топлива - отработка (ибо, как бедный студент, не могу позволить себе расходовать такие количества пропана) . Греет вполне себе , шумит только сильно (впечатление такое будто взлететь собирается) .Ежели хотите могу скинуть фотки. Вопрос в определении температуры заготовки - на фоне разогретых кирпичей (пламя практически прозрачное) не могу определить цвет заготовки . Пробовал закалить два клинка из Х12МФ - оба оплавились ,не сгорели (ибо были под флюсом) , а именно оплавились (когда флюс снял видно было риски от наждака переходящие в оплавленную поверхность по четкой кривой линии) и это при светло желтом (на взгляд ) цвете каления . Опытные люди , если не сложно ,сделайте табличку с цветами (картинка-квадратик необходимого цвета - соответствующая на ваш взгляд температура).

2Alhim
Конечно, очень интересно было бы увидеть картинки.

Прочитал умных книжек. Многое понял.
Появился вопрос на который не нашёл ответа:
Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра, если он подаётся к соплу под определённым давлением? Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Дополнение - считаю что газ выбрасывается в атмосферу, т.е. снаружи давление атмосферное.

Originally posted by Osm:
Прочитал умных книжек. Многое понял.
Появился вопрос на который не нашёл ответа:
Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра...... . Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Влияет все и шланги и (особенно)геометрия сопла , и насадка инжектора . А вот как все это рассчитывать - вопрос. Фотки печи выложу в ближайшее время (как только притащу к ней чела с фотиком).

Alhim, неправду пишете.
Osm, уточните что вы понимаете под "подаётся к соплу под определённым давлением". Давление непосредственно перед сужающейся частью сопла, или на выходе из балона, и после него по трубопроводу и только потом форкамера.
В любом случае влияние шлангов сказывается только на падении давления в них.

Расход газа[кг/(м**2 сек)] не зависит от конфигурации сопла, только от давления и температуры газа непосредственно перед соплом, ну еще гаммы понятно. НО если вы хотите получить нормальную струю при отношении давлений Пфоркамеры/Патм>1.89 то надо грамотно профилировать расширяющуюся часть и здесь уже от давления и желаемых результатов многое зависит.

Р.С. в книжке на аглицком на которую я сцылил это есть,
на русском это есть в любом учебнике по газовой динамике. Глава ускорение газового потока.

2Гриня
Я имел ввиду давление на выходе из редуктора, после редуктора шланг до сопла.
Только я не совсем понимаю. Если я на сопле поставлю барометр, он что покажет давление отличное от того что показывает редуктор?
Насчёт струи речи не идёт. Я просто хочу понять - какой расход газа у инжекционной горелки с определёнными параметрами (диаметр сопла и давление подаваемого газа я знаю.) и подобрать диаметр сопла таким, чтобы при давлении равным давлению в бытовой сети расход был такой же, подведя потом необходимое количество воздуха я получу горелку аналогичной мощности.

конечно, на шланге идет падение давления, как и на всяком сопротивлении.
давление у вас какое, больше 0.89 атмосфер избыточных?

расход в критическом сечении

q=P/sqrt(T)*((2/k+1)**(k+1/2(k-1)))*sqrt(k/R) [кг/м**2 сек]

P,T-давление полное в паскалях и температура в кельвинах перед соплом
sqrt-корень квадратный
k-показатель адиабаты
**- возведение в степень
R-газовая постоянная в Си(кг а не моли)

2Гриня
избыточное давление в бытовой сети, как я понял 13 мбар.
насчёт формулы - не понял, т.е. зависимости от диаметра сопла нет совсем?

я же размерность написал, кг/м**2 сек, домножаете на площадь сопла и получаете кг/сек.