空气引射器的设计

一 ／ 错 ， f 空 气 引 射 器 的 设 计 咝 硇f／J 争z．， ————一 —————～ ．， 提要 木文论述空气引射器的构遣、工作原理庭设计计算方击。对空气引射热埚气以外的 其它气态介质的设计也有一定的参考的价伍。 一 、 引言 我国第一套全部国产化装备的年产l2万 吨砩酸二铵装置，已在红河州磷肥厂建成投 产，生产负荷已迭lO0％ 这套国产化装置 是由化工部第三设计院吸取铜陵、大连、南 京魂铵装置技术经验及教训后而设计的。该 装置中来自氨化粒器的湿态粒状磷铵进回转 干燥窑．利用由空气引射器引射燃煤热风炉 姓奄磷酸；蹬 产生的高温烟气混合后形成的热风，对物料 进行干燥 (应用系统简图见圈1)。该 空气 引射器的设计是在吸取采石化肥厂空气引射 燃煤气热风炉的教训，并参考有关文献的基 础上进行的。据红河州磷肥厂投料试车实测 数据明，空气引射器的工作性能已完全迭 弼设计要求。本文据I比对空气；j射器的设计 作一简单。 ． (2)管芯上都的锥体长度为输料管 内 径的7倍． 参 考 文 献 1．陈宏敢 “气力输送技术进展综述” 《全国粮食系统气力输送论文 选 集》1988． 11。 2．张新华t “环形加速接料器的设计使 一 24一 l一消音器，2一蝶阀， 3一风机 4一空气引射器 5一燃煤热风炉 6一回转干燥窑 图 应用系统图 用一《全国粮食系统气力输送论文选集》 1988．11。 3．关光森等。 “垂直料管中物料颗粒运 动状态”《化工起重运输设计》1989年 第1 期 4．无锡轻工业学院等编，《通风除尘与 气力输送》中国商业出版社。1989年 维普资讯 http://www.cqvip.com 三、空气gf射器的构造 构造如图2所示。 空气引射器是混气系统中的主要机构， =} j射狳椭 l一喷嘴， 2一收缩管I 3一混合管I 4一扩散管 图 2 空气引射器构造图 引射用空气以一定的压力从喷嘴射出， 使收缩管周围产生负压，从而把需引射的炉 气吸入。两种气体在混合管里完全混合，然 后进入扩散管。混合气流在扩散管中速度降 低，压力增加，再进入应用系统。 收缩管是为吸入被引射炉气用的。为减 少进入阻力，一般做成流线形或锥形，通常 为便于制造起见．作成圆锥形管． 混合管的作用是使混合气体在进入扩戢 管前的速度场、温度场、浓度场、压力场等 均匀分布，一般都把混合管制成圆柱形． 扩散管用于降低混合气体流遮．增加出 口压力，一般做成圆锥形． 三、空气引射器的工作康理 引射器工作原理示意I~ ．JMs 刀 _＼ 晰 b， ＼ 口 ‘ ．， I魃 糊 圈3 空气引射器工作原理示意圈 一 卜一 维普资讯 http://www.cqvip.com 流量为G 的空气，以P 压力进^ 喷 嘴。 在喷嘴中，一部分压力能转变为速度能，压力 由 P^ 降至Po^，速度由原来的速度V 升到 V。 ，经过喷嘴射出的空气具有 很 大 的 动 能，通过气流的动量交换，将流量为Gt的被 引射介质吸^ 收缩管管日处压力为Pe，被 吸八的气态介质以V·的速 度进八收缩管 在收缩管里，气流的速度场分布极不均 匀，经过混合管，才逐渐地均匀起来，故混 台管的长度应当使混合气体在其出口处具有 比较均匀的速度场 (温度场，浓度场 )，此 处的速度为Vm，压力由P 升到Pm。 在扩散彗里，混合气流静压从P~I!t至P。 而速度由V 降至 ，然后混合气体 以 压 力 ， 速度Ve的状态流出，进^使用场所。 四，空气引射器的工艺设计计算 本文所述空气引射器的设计方法仅适用 于引射空气压力小于2OK P目(表 压 )的 情 况．空气引射器的工艺计算是依据空气的特 性 (压力P^ ，温度T^)及流量 GA或 V^ ， 被引射介质 的 特 性 (压 力P·、温 度 T．密 度po·)和它的最大流置G·(或Ve)或最 大 混合气体流量V (或G。)，以及被 引射 介 质必须提高的压力△Pc，先计算出喷嘴出口 流速VoA，再设计喷嘴直径d ，确定收缩管、 混台管以及扩散管的几何尺寸 (d、L、B)。 引射器主要参数计算公式如下， 1．质量引射 m m=Gc／G·=1+G ／^G· 一 个 ： 3．1～ 。 _^ 一 (4一 1) 2．体积引射比n n=Vc／V． (4— 2) 3．所需 引射空气流量Vo^ i．已知被引射介质最大流IVoe时， VoA=0．733．Vo·．po·／(m一1) (4— 3) ii．已知最大混合气作流 量 Voc时， V0 =Vo~．fJo,／ [1．293(m一1) 0o·] (4-- 4) 一 26— 4．引射空气在喷嘴处的流速vOA ． Vo^ ：1．735．i-(P^ 一Pe)．PA／T^ 1 (4— 5 5．喷嘴直径d^ dA=o．0188,／一V ^／v (d一6) 6．混合营与喷嘴最佳截面积比 4． ．7225(一； 二 ) _0．7225 (4-- 7) 7．混合管直径 dm= — d^ (4— 8) 8．收缩管收缩角BI，一般可取 B·=25 ～ 45 ‘。 9．收缩管长度L． L．= (0．5～ 2)d· (4-- 9) lO．收缩管八口直径d． d-=dm+21·．t‘( ) (4-- 10) ‘ l1．混合营长度L皿 Lm= (2．5～6)dm (4一 l1) 12．喷嘴到混合彗始端距离LE La= (0．5～ 1．5)dⅢ (d— l2) 扩散管扩散角Bc， 一般可取 =6～ l5 ‘。 14．扩散管长度Lc Lc= (3．4～ 6)d (4一 l3) 15．扩散管出口直径do do： +2Lc．t-( ) (4-- 14) 式中· G r 混合气体质量流量，kI／h， Gr一被引射介质质量流量，k。／-- GA一引射空气质量流量，kl／i- m一质量引射比， n一体积引射比， P^ 一BI射空气绝对压力，KP．- Pr_被引射介质绝对压力，KP．， 维普资讯 http://www.cqvip.com p 一混合气体绝对压力，KP。I V 一引射空气体积流量，m ／ 。 Vo 一引射空气标准状态下 的 体 积 流 量 ，Nm。／hl VL一混合气体体积流量，m ／ 。 Voc一混合气体标准状态下 的 体 积 流 量 ，Nm。／hI Vo一 被引射介质标准状态下的体积 流 量 ，Nm ／／h， po．一被引射介质标准状态下的密 度． kg／Nm。． T^ 一 引射空气湿度，K。 Tr一被引射介质湿度，K。 Vo 一 BI射空气喷嘴出口 处 的 流 速． m／ 5‘ d^一喷嘴直径，m’ dm一混合管直径，m’ dc一扩散管出口直径， ， dr一收缩管入口直径，m’ L一 收缩管长度， I L 一混合管长度， I L 一扩散管长度，m’ LK一喷嘴出口至混合管始端距离， ’ Br一收缩管收缩角， 。I Bc一扩散管扩散角， ‘， 一 喷嘴与混合管的最佳截面积比． 空气引射器结构几何R寸见图4． ～ ／ 一 r— 斗 1墨 、 二 } ． Ii c0 上崩 k 图4 空气；漕t器几何尺寸 五、应用实例 设计应用于红河l州磷肥厂年产l2万吨磷 酸二铵装置的空气引射器，被引射介质为热 烟气按V =l1540Nm。／h，po*=1．295k．／ Nm。，P．=88．74K P|，T·=1073K·当 地 气压为P=89．4KP一，混合气体Te=623K； 引射空气TA=293K的条件进行设计计算． 投入使用的空气引射器最终几何 尺 寸 为， dA=0．345m，dm=0．852mj dc=1．202m； d·：1．262m●L·=0．578 I Lm：3．251m{ Lc=1．665m1+Lx=0．553 }B．=30 。I Bc=12。。 投入生产后，现场铡定，空气引射器出 口压力为一80P ，混合气体(热风 )温度为 300~370℃ (一般稳定在314~C)，热 烟 气 温度为500~600~C，压力为 一350Pa， 引射 gl射空气压力为2000~3000P。。因操作尚不 稳定，所以原设计值稍有差异，但已能满足 生产，且这些都在设计裕度范围内。故可以 认为，该空气引射器的设计是成功的． 六、结论 本文所叙空气 目f射器的设计计算仅限于 一 般每况下用风机压送空气 的 情 况，由 于 空气 引射器的工作性能及效率不仅与喷嘴结 构型式，引射器的几何尺寸有关，而且与应 用地点的当地气温、气压有关，因此引用本 文所叙空气引射器设计计算方法时对此应引 起注意 ·喷嘴细部结构，引射空气压力与流 量对引射器的工作性能影响有直接关系，有 待进一步探讨。 参考文献t 1．煤气设计手册。建筑工业出版社。 2．供暖通风设计手册。建筑 工 业 出 版 一 27—- 维普资讯 http://www.cqvip.com 化工机械化运输工艺设计技术条件规定(十) 化学工业部第三设计院等主蝙 乾 11．2贮仓条件有关参数 l1．2．1方 仓 l1．2．1。l方仓跨度一般有6x6，或7x 7 米。 11．2。1．2．料堆的倾角a为物 料 的 堆 积 角，可近似地按物料的静安息角计算。 儿．2．1．3寒冷地区要考虑防冻 11．2．1．4对磨损物料要在仓的锥形底加 耐磨层 11．2．1．5对易起拱的物料要考虑破拱措 施。 l1．2．2圆筒仓 圆 筒 仓 系 圆筒仓系列 (落地式 )； 儿．2．2．1高度H系指出口-处至仓顶楼 板 面距离。 儿．2．2．2圆筒仓的高径比为1．5～1．8。 水份少。粉料少时可取上限，反之取下限． 儿．2．2．3仓底分平底和锥底，斜壁倾角 不少于50。N60。，当铺磁砖和铸石时，不小 于40。～5O 。 儿．2．2．4为防止仓壁磨损，常用耐磨材 质有 ；铁屑馄凝土。石奠砂馄凝土、铸石 ， 磁砖，钢板。 11 o2．2。5仓面需留检修孔及检 修用 爬 梯。 列 表 表l1—2 内 径 米 8 j 400，600，800 儿．3，15．3，I9．3 l I l0 i 800，1000。1200 15．6，18．2，20．8 2 4。5 I l2 1600， 2000， 2400 l7．2， 20．7， 24．2 4 5 15 3000，3500、4000 21．3，24．3。27．3 4 j 5．5～ 6 22 5000，10000，12000 29．5，34。8。40．1 8 I 10 l1．2．3贮仓仓口 ll⋯2 3 l仓 口型式 仓口型式有底开式、侧开式、侧斜式。 底开式仓口多采用正方形，很少采用矩形， 根据需要也可采用圆形仓口。 ll⋯2 3 2仓口的尺寸及通过能力 对于易流的块状物料，仓口 尺 寸 多 采 用》3～6倍物料的平均粒度尺寸，对于原矿 物料，物料平均粒度可按最大块 度 粒 度 的 0．8N1．0取值，当机械化供料设 施 能 力 较 大藏其他情况需要应验算贮仓仓 口通 过 能 力。 社。 3．加热炉与热处理炉计算手册。机械工 业出版社． — — 28-- 4．机械工程手册。机械工业出版社。 5．中国化工报，1993年 6月30日。第l ～ ． 1 一 一 维普资讯 http://www.cqvip.com