Производительность нефтяных форсунок

Часто требуется определить, хотя бы приближенно, производительность имеющейся форсунки или запроектировать новую заданной производительности. Метод такого расчета покажем на конкретном примере. Форсунка должна сжигать 37,9 л нефти в час при давлении нефти от 2,8 до 3,5 ати и давлении воздуха 0,0527 ати. Определим диаметры подводящего воздухопровода, воздушного и нефтяного сопел.

На рис. 87 схематически изображена взятая для расчета форсунка простейшей конструкции. Она далеко не из лучших применяющихся в практике и выбрана только для упрощения расчета. Однако и к более сложным форсункам предлагаемый метод расчета вполне применим. Допустим для начала (в дальнейшем эта предпосылка будет отброшена), что 70% необходимого для горения воздуха проходит через форсунку, а 30% подсасывается вокруг форсунки. В основу расчета положим заданное давление воздуха - 0,0527 ат. Теоретически необходимое количество воздуха равно:

Здесь 0,809 - удельный вес нефти, кг/л; 14 - расход воздуха при горении, кг/кг нефти; 0,824 - удельный объем воздуха, м3/кг.

К форсунке необходимо подать 70% воздуха под давлением, т. е.: 5,92 ∙ 0,70 = 4,14 м3/мин. Скорость воздуха c, соответствующая падению давления в 0.0527 ат, при нормальной температуре равна:

В соплах, обычно применяемых в форсунках, воздушная струя слегка суживается, что мы учитываем, вводя коэффициент расхода 0,85. Тогда получаем уравнение:

Здесь A1 - сечение воздушного сопла. Решая это уравнение относительно A1 получим A1 = 883 мм2, откуда диаметр сопла D1 = 33,5 мм.