Расчет форсунок для воды

Расчёт производительности форсунки при увеличенном давлении

Чтобы узнать, какую мощность двигателя смогут поддерживать форсунки инжекторного двигателя, не обязательно искать в брошюре со спектрами того или иного производителя — все расчеты можно провести, пользуясь эмпирическими формулами, которые имеются в статье «Производительность форсунок». Провести расчеты быстро и не вникая в формулы можно воспользовавшись специальным калькулятором.

Как пользоваться калькулятором

Достаточно ввести желаемую мощность двигателя, количество работающих форсунок, также определится с коэффициентом потерь недогоревшего топлива (зависит от того, какой у вас двигатель) и внести изменения давления топлива, если таковое требуется, ведь стандартное давление в топливной рампе составляет 3 бара. Изменять процентную загруженность форсунки не рекомендуется, поскольку базовое значение является оптимальным, и при его изменении будет ухудшаться качество работы. После внесения всех данных, наш калькулятор, быстро, в один клик, посчитает статическую производительность топливных форсунок, требующуюся для мотора вашего автомобиля.

Калькулятором можно пользоваться как при замене штатных инжекторов на аналог от другой фирмы, таки и при тюнинге или обычный проверке топливных форсунок на специальном испытательном стенде.

Также online расчет можно сделать и при увеличенном давлении, напомним, что оно может быть поднято до 4,5 бар (для турбированных тюнингованых двигателей). Чтобы посчитать требуемое значение показателя статической производительности, достаточно внести старую пропускную способность и написать давление, при котором придется работать топливной системе. После этого появится новый показатель максимальной пропускной способности форсунки в открытом состоянии, которая определяется количеством бензина за единицу времени (cc/min или см³/мин).

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Расчет произвожу по методике [5: стр.142].

Выбираю форсунку с механическим распылением. Для дальнейшего расчета принимаю перепад давления жидкости на форсунке ?P = 160 атм = 16.6 МПа (из диапазона 150 – 200 атм. [1: стр. 19]).

Диаметр выходного отверстия форсунки определяю по формуле [5: 6-63]:

где: = 0.6 – коэффициент расхода [5: стр.142];

_м = 1036 кг/м 3 – плотность обезжиренного молока [1: таблица 7];

Максимальный диаметр капель при распылении определяю по формуле:

где: _в = 0.835 кг/м 3 – плотность воздуха при температуре t₁ = 150 o C [1: таблица 8];

= 0.00745 кг/м – поверхностное натяжение молока [5: стр.142];

_м – скорость выхода струи молока, м/с;

k = 2.5 – коэффициент, зависящий от свойств распыляемой жидкости [5: стр.142].

Скорость выхода струи молока определяю исходя из постоянства расхода по формуле:

Подставляю полученные значения в формулу 4.28:

Для обеспечения рабочих режимов форсунки (производительность G₁ = 100 кг/ч и рабочее давление P = 160 атм.) подходит серийно выпускаемый одноплунжерный насос с регулируемой подачей НД(Э) 2.5 – 100/160 К13В, его основные характеристики:

• · подача – 100 л/ч;
• · максимальное давление – 160 атм.;
• · материал проточной части – хромоникелевая сталь 12Х18Н19Т;
• · уплотнение – резиновые манжеты;
• · взрывобезопасное исполнение.

Данный насос оснащается асинхронным электродвигателем номинальной мощностью N_дв = 2.2 кВт.

Расположение форсунок на примере плоскофакельных (веерных) распылителей

Полоскоструйные форсунки, как следует из их названия, имеют факел распыла в виде плоского треугольника или веера. Поэтому их еще называют иногда веерными форсунками.

Формирование плоского треугольника происходит благодаря конструкции форсунки и геометрии выходного отверстия, имеющего эллиптическую форму. Но, из-за этого же эллиптического отверстия, распределение распыляемой жидкости на орошаемой поверхности происходит не равномерно. Максимальное количество жидкости приходится на центральную часть основания плоского треугольника, а по краям количество жидкости меньше. Это так называемое параболическое распределение жидкости (см. Рис.1).

Плоскоструйные форсунки максимально широко используются в процессах мойки, увлажнения, орошения и т.д. Обычно эти форсунки располагают неподвижно над двигающейся орошаемой поверхностью, например, над конвейерной лентой. Ширина орошаемой поверхности может быть очень большой и одной форсунки, даже с самым большим углом факелом распыла, недостаточно. Также часто бывают ситуации, когда имеется ограничение по высоте размещения форсунок.

И тут, для правильного и равномерного орошения, возникает сложная для конечного потребителя инженерная задача. Как правильно расставить форсунки? На какой высоте разместить их? Какое расстояние между форсунками должно быть? Какой угол распыления взять?

Программа расчета расстановки и подбора форсунок NozzleEasy

У инженеров компании Крафтлог всегда под рукой имеется специализированная программа NozzleEasy, разработанная фирмой Lechler. Это отличный и наглядный инструмент для решения описанной выше задачи.

Расскажем подробнее о возможностях программы на конкретных примерах.

Пример 1.

Задача.
Равномерно оросить гранулированное минеральное удобрение антислеживающей добавкой. Удобрение двигается по конвейеру шириной 1100 мм. Распылительная штанга имеет ограничение по высоте размещения– не более 150 мм. Исходя из нормы нанесения добавки и скорости конвейера распылительная штанга должна распылять 2,0 л/мин добавки при давлении 3 bar.

Этапы решения.
– Для равномерного орошения и нанесения небольшого количества добавки не нужна большая ударная сила форсунки и можно выбрать форсунку с достаточно большим углом раскрытия факела – 90 градусов. Этим самым можно будет использовать меньшее количество форсунок.
– Вносим исходные данные в программу NozzleEasy – ширина 1100, высота 150 мм, давление 3 bar.
– Выбираем форсунку с номинальным углом 90 градусов (Spray angle nominal). Определяем их количество и расстояние между форсунками с учетом правила, что для равномерности орошение и нивелирования параболического распределения каждой отдельной форсунки факелы соседних форсунок должны пересекаться на 1/4 – 1/3 своей ширины (Overlapping). Итого нам надо 5 форсунок и расстояние между ними получилось 210 мм.
Также здесь виден реальный угол распыления форсунки в этих конкретных условиях (Spray angle effective). В данном случае он имеет величину 89,7 градусов, что очень близко к номинальному. Но, общая физика процесса распыления плоскоструными форсунками такова, что их угол зависит от давления. И при больших давлениях надо обязательно учитывать и этот фактор.
– Выбираем форсунку с нужным расходом обеспечивая общий расход. Итого выбраны форсунки 652.306 каждая из которых имеет расход 0,39 л/мин при 3 bar (Flow rate – single nozzle). А общий расход – 2,0 л/мин (Total flow rate).
– Последний шаг – правильно спозиционировать форсунки относительно друг друга. Чтобы нижние углы факелов соседних форсунок не соударялись, форсунки необходимо немного отклонить (Offset angle) и расположить параллельно. Рекомендованный угол от 5 до 15 градусов.

Пример 2.

После выгрузки удобрения, конвейерную ленту необходимо отмыть от остатков продукта. Ширина конвейера 1100 мм. Распылительная штанга имеет ограничение по высоте размещения– не более 150 мм. Ленту отмывать необходимо с двух сторон. Производительность насоса для всей мойки 60 л/мин при давлении 3 bar.

Этапы решения такие же, как и в 1-ом примере, но нужно учесть некоторые детали:
– Для качественной мойки необходима большая ударная сила и угол нужно выбрать поменьше – 45 градусов.
– Для того чтобы частицы загрязнения имели рикошет на грязную сторону конвейера, форсунки необходимо наклонить на угол 10-15 градусов по направлению движения конвейера (Inclination angle).

Наши специалисты всегда готовы оказать Вам помощь в выборе и расстановке любых форсунок и моющих головок для Вашего конкретного применения.