3 窯頭火焰的空氣動力學(xué)計算
3.1一次射流動量通量
根據(jù)經(jīng)驗，多通道燃燒器的同軸射流在其不遠(yuǎn)的下游，表現(xiàn)出和單股射流相同的空氣動力學(xué)特征，為了分析方便作以下假定，射流混合區(qū)內(nèi)作一垂直于射流軸線截面的引射量作為其下游射流的一部分，則旋轉(zhuǎn)射流對二次風(fēng)的引射速率為：
公式(1)
M—引射量的質(zhì)量流量, kg/s；
X—距噴口的軸向距離，m；
Kt—溫度系數(shù)，
公式(2)
—被引射空氣的密度， Kg/m3；
—射流混合物的視密度， Kg/m3；
G—射流出口軸向總動量通量， N； 對于多通道煤粉燃燒器，總動量通量等于各通道軸向動量通量之和：
G= G1+G2+…… (3)
G1、G2…—燃燒器各個通道出口軸向動量通量，N
S—任意垂直燃燒器軸線截面旋流數(shù)；
公式(4)
Gφ—旋流風(fēng)的角動量通量，Nm；
GX—射流出口軸向動量總通量，N；
R—射流出口當(dāng)量半徑，m
R=tgα（x+a） (5)
a—將同軸射流看作單股射流而引入的常數(shù)
α—射流擴(kuò)展半角，隨旋流數(shù)呈線性增加；
α=Ko+KSo (6)
So—按三通道燃燒器出口尺寸和風(fēng)速計算的旋流數(shù)。
有資料介紹K0、K分別為4.8和14，不過對于多通道燃燒器的具體噴嘴型式應(yīng)由冷態(tài)實驗等方法確定。
根據(jù)動量守恒原理，在射流擴(kuò)展過程中，角動量和軸向動量均保持為常數(shù)，解聯(lián)立方程(1)、(4)和(5)可得到下列等式：
公式
將Gφ/Gx=SoRo代入該式得：
公式(7)
不難看出，式(7)中第一項為射流軸向運動的引射量，第二項為射流旋轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生的附加引射量。
為達(dá)到煤粉在接近等當(dāng)量比下燃燒，式(7)中M應(yīng)根據(jù)燃燒計算所需的實際空氣需要量給出。為分析方便，令：
M=K3Gm-Mo
=K3qc.Gc/Q -Mo (8)
Mo—一次空氣、煤粉輸送空氣總量， kg/s；
Gm—煤粉消耗量， kg/s；
K3—單位煤粉燃燒實際空氣需要量， kg/kg；
qc—熟料單位熱耗， x4.18kJ/kg；
Gc—熟料產(chǎn)量， Kg/s；
Q —煤粉應(yīng)用基低位熱值， x4.18kJ/kg ；