开封民用燃气用具的设计

　一、有关工艺设计的几个问题

　　对民用燃气用具的基本要求，包括以下10个方面；(1)加热能力，用热负荷标志；(2)供气压力，用额定供气压力要求；(3)热能利用率，用热效率表示；(4)燃烧产物的卫生标准，用烟气中有害物(C0、N0x等)含量表示；(5)燃烧稳定状态与调节范围，不出现离焰、回火、黄焰，并能凋节热负荷；(6)安全性，必须有安全设施；(7)噪声，不允许超过规定；(8)表面温度，不得高于标准规定；(9)结构与材质，结构稳固，经久耐用，材料价廉，造型美观；(10)其它，各类民用燃气用具，根据其特有功能．还有些特殊要求。下面讨论其中的若干问题。
　　(一)燃具热负荷
　　燃具热负荷，是指燃具中单位时间内燃气燃烧所释放的热量。在额定供气压力下燃具所具有的热负荷，则称为额定热负荷，它表明加热能力的大小，是燃具的重要特性指标之一。
　　而额定供气压力是设计燃烧设备的主要参数之一。为了使燃烧设备标准化，设计燃气设备时，额定供气压力应按有关规范规定的指标选取见表3—8—1。
 

　　此外，由于燃气输配管网上的压力波动，燃烧设备前的供气压力可能大于或小于额定压力，因此要求燃烧设备能在一定的燃气压力波动范围内稳定燃烧。按规范要求，当供气压力为0.5～1．5倍额定压力时，燃烧设备的各项技术性能指标都应达到规定值。燃气炊事灶具用于各种烹饪加热。而烹饪的关键就是要注意营养、凋味和色泽等，烹饪过程的加热状况好坏影响极大，因此燃具的加热能力应综合考虑。
　　一般家用燃气灶热负荷应大于2．326kW(2000kcal/h)，否则火力太弱。大型燃气灶应根据用途选定适当的热负荷，通常按锅的大小考虑，除特殊情况外热负荷除低于11．63LW(10000kcal/h)。
　　通过编制加热设备的热平衡，依据提供的有效热满足加热工艺的要求，可以确定燃具额定热负荷。
　　通过计算加热物质所需要的热量，和估计的燃具热效率，再根据所需要的加热时间，可计算燃具热负荷：
 

　　式中 Q——燃具热负荷，kW；
　　　　m——被加热物体的质量，kg；
　　　　c——被加热物体的比热容，kJ／(kg·K)；
　　　　T₁、T₂——被加热物体的初始和终了温度，K；
　　　　η——燃具热效率，％，可按同类设备选取；
　　　　τ——物料加热升温时间，h；
　　　　K——安全系数，考虑燃气压力可能降低、热值可能变化、热效率估计不准及其它未考虑到的因素，K为1. 28～1．40。
　　如果被加热物体有相变化，当被加热物体(固体)发生熔融时，热负荷的计算公式为：
 

 

　　式中 ω——固体的熔融量，kg；
　　　　m——固体的熔解热，kJ／kg。
　　当被加热物体(液体)发生蒸发时，热负荷的计算公式为：
 

 

　　式中 ω′——液体的蒸发量，kg；
　　　　r——液体的蒸发潜热，kJ/kg。
　　若一个燃具中有N个燃烧器，则每个燃烧器的热负荷为：
 

 

　　燃具总耗气量B，可由热负荷确定：
 

 

　　式中 H_L——燃气的低热值。
　　(二)燃具热效率
　　燃具的热效率η是指有效利用热占燃气总放热量的百分比，即
 

 

　　式中 q——有效利用热，kJ；
　　　　Q_t——燃气总放热量，kJ。
　　燃具热效率显示燃烧过程和传热过程的综合效率，它是燃具利用能量有效程度的指标。常用燃具的热效率见表3—8—2。