مقالات

ارتباط بین فن مشعل و افت فشار محفظه احتراق چیست ؟

هه ما میدانیم که هوای مورد نیاز مشعل کاملا به مقدار سوخت مصرفی آن بستگی دارد و زمانیکه نیاز به مصرف سوخت بیشتری داریم، طبعا مصرف هوای مورد نیاز احتراق نیز افزایش یافته و ابعاد و مشخصات فنی فن مشعل نیز تغییر خواهد کرد .بنابراین بسیار مهم است که بدانیم عملکرد فن مشعل چگونه است . متاسفانه خیلی از دوستان و همکاران نسبت به این مسئله حساسیت لازم را ندارند!

برای شروع یک مشعل ساده را مد نظر قرار دهید . فرض کنید دریچه دمپر هوای ورودی این مشعل کاملا باز بوده و دارای شعله پخش کن و شعله پوش استاندارد هم میباشد .این مشعل را بر روی محفظه تست نصب کرده و در دهانه خروجی محفظه تست نیز یک دمپر قابل کنترل جهت باز و بسته نمودن مجرای خروجی نصب میکنیم .

حال تست را با وضعیت بسته دریچه تخلیه(pipe discharge gate) شروع میکنیم . فن را روشن کرده و نمایشگر فشار هوای داخل محفظه احتراق را قرائت میکنیم . در این وضعیت فشار قرائت شده بسیار کم خواهد بود .با اندازه گیری سرعت جریان هوای خروجی از دریچه تخلیه و ضرب نمودن آن در سطح مقطع دریچه مذکور، مقدار دبی جریان هوای ارسالی توسط فن مشعل محاسبه میگردد. زمانیکه دریچه تخلیه در وضعیت کاملا باز قرار دارد مقدار دبی جریان هوا در بیشترین وضعیت خود قرار داشته و مقدار فشار محفظه تست در حداقل ممکن قرار دارد

. در مرحله بعد دریچه تخلیه هوا را کمی میبندیم . در این وضعییت مقدار دبی جریان هوا و فشار محفظه تست را مجددا قرائت میکنیم . در این وضعیت مقدار جریان هوا کمی کاهش یافته و مقدار فشار محفظه تست مقدار افزایش خواهد یافت. اعداد قرائت شده را یادداشت میکنیم .

مجددا کمی دریچه را بسته تر نموده و مقادیر را قرائیت مینماییم . حال این پروسه را تا بسته شدن کامل دریچه تخلیه ادامه میدهیم . در این حالت مقدار جریان هوا به کمترین مقدار خود رسیده و مقدار فشار هوای محفظه تست به بیشترین مقدار ممکن افزایش خواهد یافت .

حالا سعی میکنیم تا براساس اعدادبدست آمده نمودار جریان – فشار را برای تست انجام شده ترسیم کنیم و نهایتا نموداری مشابه نمودار ذیل خواهیم داشت . (جریان هوا برحسب متر مکعب و فشار بر حسب میلیمتر ارتفاع آب)

اگر بخواهیم کمی نمودارمان جامعتر شود بهتر است مقادیر انرژی حرارتی آزاد شده و مقادیر سوخت مصرفی را هم به آن اضافه کنیم. همه ما میدانیم که برای سوزاندن 1 کیلوگرم گازوئیل حدود 15 متر مکعب هوا و برای سوزاندن 1 مترمکعب گاز به حدود 12 متر مکعب هوا نیاز داریم. همچنین همگی میدانیم که سوزاندن 1 کیلوگرم گازوئیل انرژی معادل 10/000 کیلو کالری و سوزاندن 1 متر مکعب گاز انرژی معادل 8650 کیلوکالری انرژیتولید میکند . از طرف دیگر میدانیم که هر کیلووات معادل 860 کیلو کالری است . بر همین اساس میتوانیم مقادیر مذکور را نیز بر روی نمودار نهایی محاسبه کرده و نشان دهیم .

 

حالا اجازه بدهید تا بویلری با این مشخصات را مد نظر قرار دهیم :

ظرفیت حرارتی : 500/000 کیلوکالری در ساعت و افت فشار محفظه احتراق 45 میلیمتر آب

مطابق با شرایط استاندارد مشعلی دومرحله ای باظرفیت مینیمم 300/000 کیلوکالری در ساعت و ظرفیت ماگزیمم 600/000 کیلوکالری در ساعت برای نصب بر روی بویلر مذکور ایده آل به نظر میرسد. نمودار عملکرد آن را نیز مطابق با نمودار بالا فرض میکنیم . سعی میکنیم تا در ظرفیت 500/000 کیلوکالری در ساعت فشار محفظه احتراقی رو که مشعل میتواند به آن غلبه کند ، بدست بیاوریم . جهت این کار خطی عمود بر ظرفیت مذکور رسم میکنیم تا منحنی را قطع نماید .حال خطی موازی با محور افقی نمودار رسم مینماییم و آن را تا قطع محور فشار امتداد میدهیم .

اگر فشار بدست آمده بیش از 45 ملیمتر آب ( فشار مورد نیاز بویلر ) باشد، مشعل بدون مشکل کار خواهد کرد .

اگر فشار بدست آمده کمتر از 45 میلیمتر آب ( فشار مورد نیاز بویلر ) باشد، باید مشعلی با ظرفیت بالاتر انتخاب کنیم .

اگر فشار بدست آمده کاملا با فشار مورد نیاز بویلر منطبق بوده و یا بسیار به آن نزدیک باشد، توصیه میگردد از مشعل مذکور نیز برای بویلر مفروض استفاده نشود .

به یاد داشته باشید احتراق ناقص در بویلر ( بالاخص در سوخت مایع ) میتواند منجر به تولید رسوبات و دوده شده، مجاری عبور هوا را بسته تر نموده و فشار مورد نیاز احتراق را افزایش دهد !! در این حالت درصورتیکه انتخابی میلیمتری کرده باشید بامشکل مواجه خواهید شد .

 

جدول درصد بکارگیری از سیستمهای گرمایشی در شهرهای شمالی کشور ایتالیا

 

فاکتور مهم دیگری که در زمان انتخاب بویلر میبایست مد نظر قرار دهید این است که ظرفیت بویلر را بیشتر از ظرفیت واقعی در نظر بگیرید . حال شما فرض بفرمائید که ظرفیت حرارتی مورد نیاز ما حدود 465/000 کیلوکالری در ساعت محاسبه شده است و ما در یکی از شهر های شمالی ایتالیا زندگی میکنیم. با توجه به جدول فوق حتی در سردترین ماههای سرد سال نیز که درصد مصرف سیستمهای گرمایشی ما 76 درصد است به ظرفیت مذکور ( 500/000کیلوکالری در ساعت )نخواهیم رسید .

بنابراین درصورتیکه ظرفیت مشعل را روی 465/000 کیلوکالری در ساعت تنظیم کنیم، به مقدار 46.5 کیلوگرم گازوئیل در ساعت نیاز داشته و افت فشار محفظه احتراق به حدود 40 میلیمترآب کاهش خواهد یافت . حال بر روی نمودار فرضی مشعل (نمودار فوق) و براساس مصرف 46.5 کیلوگرم در ساعت مصرف گازوئیل فشار فن را محاسبه میکنیم و به عدد 55 میلیمتر آب میرسیم . فشار هوای تولیدی توسط مشعل حدود 15 میلیمتر آب بیش از فشار محفظه احتراق بوده و این انتخاب میتواند انتخاب خوبی باشد . دوستان گرامی به یاد داشته باشید ظرفیت بویلر – ظرفیت مشعل – افت فشار بویلر – فشار فن مشعل پارامترهای بسیار حساسی بوده و در زمان طراحی میبایست به دقت مد نظر قرار گیرد .

با تشکر از توجه شما

 

ترجمه - گردآوری و تدوین : مهندس حسن خلخالی (کپی برداری از مطالب فوق در صورت ذکر منبع بلامانع است )
دانلود مقاله با فرمت PDF

گروه تلگرام مشعل - گروه تلگرام بویلر - گروه تلگرام کوره - گروه تلگرام مهندسی مکانیک

شرکت ایران ترنسفو

سیمان نهاوند

بیمارستان شفا

شرکت سینر

شرکت رانی