ГОСТ 21980-76 Форсунки центробежные газовые с тангенциальным входом. Номенклатура основных параметров и методы расчета

Последнее Обновление Март 27, 2019
< Назад

ГОСТ 21980-76 Форсунки центробежные газовые с тангенциальным входом. Номенклатура основных параметров и методы расчета (с Изменением N 1)

Срок действия с 01.07.1977 до 01.07.1982*

* Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11, 1995 г.).

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 июня 1976 г. N 1617

ВНЕСЕНО Изменение N 1, введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.04.82 N 1579 с 01.09.82 и опубликованное в ИУС N 7, 1982 г.

Изменение N 1 внесено юридическим бюро «Кодекс» по тексту ИУС N 7, 1982 г.

Настоящий стандарт распространяется на газовые центробежные форсунки с тангенциальным входом и устанавливает номенклатуру основных параметров, характеристики и методы их расчета.

1. Основные параметры и характеристики

1.1. Основные параметры форсунки (черт.1):

секундный расход газа (массовый) ;

перепад давления ( ), вычисляемый по формуле

, (1)

степень расширения газа ( ), вычисляемый по формуле

, (2)

где — давление газа перед форсункой,

— давление газа за форсункой;

скорость газа на выходе из сопла форсунки:

полная ,

осевая составляющая ,

тангенциальная составляющая .

Черт.1

Схема газовой центробежной форсунки

Черт.1

1.2. Конструктивные характеристики

1.2.1. Геометрическая характеристика ( ), вычисляемая пo формуле

, (3)

где — радиус входа (черт.1),

, — радиус и диаметр сопла,

— число входных каналов,

, — радиус и диаметр входного канала.

1.2.2. Степень раскрытия сопла форсунки (С), вычисляемая по формуле

. (4)

1.2.3. Относительная длина входных каналов ( ), вычисляемая по формуле

, (5)

где — длина входного канала.

1.2.4. Относительная длина камеры закручивания ( ), вычисляемая по формуле

, (6)

где — длина камеры закручивания,

— диаметр камеры закручивания.

1.2.5. Относительная длина сопла ( ), вычисляемая по формуле

, (7)

где — длина сопла.

1.3. Характеристика работы

1.3.1. Коэффициент расхода зависит от А,С , . Величину определяют по экспериментальным зависимостям и , представленным в виде графиков на черт.2, 3 и в табл.1-6.

Примечание. Зависимости экспериментально подтверждены до давления =20 МПа.

Черт.2

Зависимость коэффициента расхода от и для =0,75

Черт.2

Черт.3

Поправка к коэффициенту расхода по степени раскрытия сопла форсунки С.

Черт.3

1.3.2. Угол факела (см. черт.1). Факел газовой центробежной форсунки на начальном участке ( 0,25 ) характеризуется наружным углом 2 , средним углом 2 и внутренним углом 2 .

Наружный и внутренний углы факела определяются криволинейными границами обратных токов. Средний угол факела определяется поверхностью максимальных скоростей. Наружный, внутренний и средний углы факела зависят от геометрической характеристики и степени раскрытия сопла форсунки.

Наиболее часто применяемые величины 2 и 2 определяют по экспериментальным зависимостям , , полученным в широком диапазоне изменения в среде без противодавления и представленным на черт.4 и 5.

Черт.4

Зависимость наружного угла факела 2 от А и С.

Черт.4

Черт.5

Зависимость среднего угла факела 2 от А и С.

Черт.5

1.3.3. Относительный диаметр вихря

1.3.3.1. Для наиболее широко применяемого класса полностью раскрытых форсунок ( ) относительные диаметры вихря в сопле и у торцовой стенки камеры закручивания определяют по экспериментально полученным зависимостям, приведенным на черт.6. Этими зависимостями можно пользоваться в широком диапазоне изменения .

Черт.6

Зависимость относительных диаметров вихря в сопле и у торцовой стенки камеры закручивания от А для С=0,75

Черт.6

Примечание. Границей вихря является поверхность, на которой осевая скорость газа равна нулю.

1.3.4. Коэффициент неравномерности распределения газа в факеле форсунки вокруг ее оси (К) в процентах вычисляют по формуле

, (8)

где , , — соответственно наибольшее, наименьшее и среднее значения осевой составляющей скорости газа на поверхности максимальных скоростей факела в его поперечном сечении.

Величина К зависит от А,С , . Величину К при расположении входных каналов в один ряд определяют по экспериментальным зависимостям и для соответствующих значении (черт.7 и 8), где — минимальное значение коэффициента неравномерности распределения газа в факеле форсунки вокруг ее оси при постоянных значениях С и (черт.7).

Черт.7

Зависимость коэффициента неравномерности распределения газа в факеле форсунки вокруг ее оси от А и С для =4

Черт.7

Черт.8

Зависимость минимального значения коэффициента неравномерности распределения газа в факеле форсунки вокруг ее оси от

Черт.8

2. Методика расчета

2.1. Расчет форсунки производят для определения основных ее размеров: , , , , от которых зависит получение заданных расхода газа и угла факела.

2.2. Степень расширения газа на форсунке , геометрическую характеристику и степень раскрытия сопла форсунки выбирают с учетом особенностей рабочего процесса.

2.3. По табл.1-6 или черт.2 определяют коэффициент расхода . Для промежуточных значений в диапазоне =0,5-1, вычисляют по формуле

, (9)

где — исходный коэффициент расхода для С =0,75, определяемый по черт.2 или табл.1;

— поправка на степень раскрытия сопла форсунки, определяемая по черт.3.

При проведении расчета форсунки необходимо соблюдать условия, при которых были получены экспериментальные данные, приведенные в табл.1-6 и на черт.2 и 3:

Число Рейнольдса для входных каналов вычисляют по формуле

, (10)

где — динамическая вязкость газа, Па·с.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4. Диаметр сопла (dc) в миллиметрах вычисляют по формуле

, (11)

где Т1 — температура газа на входе в форсунку, К;

Р2 — давление газа за форсункой, МПа;

R — газовая постоянная, Дж/кг·К;

m — расход газа, проходящего через форсунку в секунду, кг/с;

Ф — величина, определяемая по табл.7 или вычисляемая по формуле

, (12)

где — показатель политропы расширения газа.

Если задан диаметр сопла, то расход газа (m) вычисляют по формуле

. (13)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.5. Скорость газа на выходе из сопла форсунки ( ) в м/с вычисляют по формулам:

полная

, (14)

осевая составляющая

, (15)

тангенциальная составляющая

. (16)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.6. Диаметр входных каналов ( ) в миллиметрах вычисляют по формуле

. (17)

При определении диаметра входных каналов для полностью раскрытой форсунки можно пользоваться графиком, приведенным на черт.9.

Зависимость относительного д

Черт.9

иаметра входного канала от и

для полностью раскрытых форсунок ( )

Черт.9

2.7. Радиус входа ( ) и диаметр камеры закручивания в миллиметрах вычисляют по формулам:

; (18)

. (19)

3. Выбор основных геометрических размеров и параметров

3.1. Относительную длину входных каналов следует выбирать в пределах =1,0-1,5.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Относительная длина камеры закручивания =0,1-0,3. Если >0,3, то значение вычисляют по формуле

, (20)

где находят по табл.1-6 или черт.2 и 3 для принятых значений А,C , ;

— находят по табл.1-6 или черт.2 и 3 для принятых значений А, С и величины =1,05;

— находят по эмпирической формуле

. (21)

Формула применима при следующих значениях параметров:

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3. Число входных каналов выбирают из условия получения необходимого значения коэффициента неравномерности распределения газа (черт.7 и 8).

3.4. Угол конуса на входе в сопло =90-120°.

3.5. При изменении относительной длины сопла в диапазоне 1 остается постоянным.

3.6. Поля допусков на основные размеры следующие:

диаметр входного канала:

радиус входа по (система отверстия) обеспечивается инструментом.

Предельная погрешность расчета коэффициента расхода форсунки при указанных выше полях допусков и соблюдении приведенных в п.2.3 условий составляет:

при до 10 мм — не более 10%;

при св. 10 мм — не более 6%.

Окончательно геометрические размеры уточняют по результатам проливки или продувки форсунки.

3.7. Шероховатость обработанных поверхностей должна быть:

мкм — для входных каналов;

мкм — для камеры закручивания;

мкм — для цилиндрической и торцовой поверхности сопла.

Заусенцы на кромке сопла и на входных каналах не допускаются. Размер притупляющей фаски или радиуса — 0,05-0,2 мм.

Таблица 1

Зависимость коэффициента расхода от А и для С=0,75

 

 

Продолжение табл.1

 

 

Продолжение табл.1

 

 

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 2

Зависимость коэффициента расхода от А и для С=1

 

 

Продолжение табл.2

 

 

Продолжение табл.2

 

 

Таблица 3

Зависимость коэффициента расхода от и для =1,5

Продолжение табл.3

Продолжение табл.3

 

 

Таблица 4

Зависимость коэффициента расхода от и для =2

 

Продолжение табл.4

Продолжение табл.4

 

 

Таблица 5

Зависимость коэффициента расхода от и для =3

Продолжение табл.5

Продолжение табл.5

 

 

Таблица 6

Зависимость коэффициента расхода от и для =4

Продолжение табл.6

Продолжение таблицы 6

 

 

Таблица 7

Зависимость функции Ф от степени расширения газа

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
Номер телефона без знака «+», например «79876543210». На указанный номер будет выслан код подтверждения.

*
Нажимая кнопку "Зарегистрироваться" Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с "Пользовательским соглашением".
Генерация пароля