CN110578935B - 一种燃气灶具一次空气测试设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：包括燃气罐，第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器、混合腔体和控制装置；其中第一电磁阀的第一端与外部空气连通，第一电磁阀的第二端与第一质量流量控制器的输入端连通，第一质量流量控制器的输出端与混合腔体的第一输入端连通；第二电磁阀的第一端与燃气罐连通，第二电磁阀的第二端与第二质量流量控制器的输入端连通，第二质量流量控制器的输出端与混合腔体的第二输入端连通。与现有技术相比，本发明的优点在于：能验证理论设计一次空气系数是否满足要求，并通过本发明的反复实际验证，能找出最优一次空气系数。

Description

一种燃气灶具一次空气测试设备
技术领域
本发明涉及一种燃气灶具一次空气测试设备。
背景技术
目前开发灶具燃烧器采用最多的仍然是大气式燃烧器，大气式燃烧器的原理正是靠喷嘴加速后所形成的高速气流所产生的负压，从而带动周边的空气进入预混腔，在混合腔内燃气与空气撞击混合后，最后在头部的火孔处均匀喷出。这部分被卷入的空气被称为一次空气。但在设计阶段，设计工程师只能通过理论计算出最佳一次空气系数，但理论值往往与实际值会有一定的偏差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能验证理论设计一次空气系数是否满足要求的燃气灶具一次空气测试设备。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：包括燃气罐，第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器、混合腔体和控制装置，其中第一电磁阀的第一端与外部空气连通，第一电磁阀的第二端与第一质量流量控制器的输入端连通，第一质量流量控制器的输出端与混合腔体的第一输入端连通；第二电磁阀的第一端与燃气罐连通，第二电磁阀的第二端与第二质量流量控制器的输入端连通，第二质量流量控制器的输出端与混合腔体的第二输入端连通；第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器均与控制装置连通；混合腔体的输出端与燃气灶具的燃烧器连通，燃气灶具的燃烧器旁还设有烟气分析仪，该烟气分析仪也与控制装置连接；
控制装置通过如下步骤获得一次空气系数：
第一步、控制装置通知公式1和公式2分别计算出所需燃气和空气质量流量：
Figure GDA0002725683400000011
Figure GDA0002725683400000012
其中M燃气为控制装置输出给第二质量流量控制器的燃气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；
Figure GDA0002725683400000022
为燃烧器的设计热负荷，单位为千瓦(kW)；ρ燃气为在15℃、大气压为101.3kPa下的燃气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；Q1为在15℃、大气压为101.3kPa下实测燃气低热值，单位为兆焦每立方米(MJ/m3)；M空气为控制装置输出给第一质量流量控制器的空气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；ρ空气为在15℃、大气压为101.3kPa下的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；X为设计的一次空气系数；γ0为1m3燃气完全燃烧需要的理论空气量；
第二步、燃烧器打开后，控制装置输出控制信号打开第一电磁阀、第二电磁阀，空气和燃气分别通过第一质量流量控制器和第二质量流量控制器进入混合腔，继而进入燃烧器燃烧；通过烟气分析仪采集燃气燃烧后的烟气混合物，控制装置通过公式3计算燃烧废气值：
Figure GDA0002725683400000021
上式中，C1a为烟气分析仪采集的烟气混合物中的一氧化碳浓度的测定值；C2t为空气中的二氧化碳浓度值，该值为常数；C2a为烟气分析仪采集的烟气混合物中二氧化碳浓度测定值；C2max为燃气充分燃烧后烟气分析仪采集到的烟气二氧化碳浓度；
第三步、将公式(3)中计算得出的C1与预设合格值进行比较，如果C1小于预设合格值，则将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数；如果C1大于等于预设合格值，则重复执行第一步至第三步，直至C1小于预设合格值，此时，将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数。
作为改进，所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有温度传感器，该温度传感器与控制装置连接。
再改进，所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有手动调压阀和压力传感器，压力传感器与控制装置连接。
再改进，所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有燃气流量计，该燃气流量计与控制装置连接。
再改进，所述混合腔内设有鼓风机，该鼓风机与控制装置连接
再改进，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器和混合腔体设有两组，两组中第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器和混合腔体的连接方式相同，第一组混合腔体的输出端与燃烧器的内环火孔连通，第二组混合腔体的输出端与燃烧器的外环火孔连通。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：能验证理论设计一次空气系数是否满足要求，并通过本发明的反复实际验证，能找出最优一次空气系数，使灶具性能达到最佳，帮助设计人员设计出高效节能，低污染，安全可靠的灶具。
附图说明
图1为本发明实施例中燃气灶具一次空气测试设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示的燃气灶具一次空气测试设备，其包括燃气罐1、空气罐2、控制装置3、烟气分析仪4以及两组结构完全相同的输气组件5、5’，每组输气组件均包括第一电磁阀51、第二电磁阀52、第一质量流量控制器53，第二质量流量控制器54、混合腔体55、第三电磁阀56、温度传感器57、手动调压阀58、压力传感器59和燃气流量计510和鼓风机511。其中第一电磁阀的第一端与空气罐连通，第一电磁阀的第二端与第一质量流量控制器的输入端连通，第一质量流量控制器的输出端与混合腔体的第一输入端连通；第二电磁阀的第一端与燃气罐连通，第二电磁阀的第二端与第二质量流量控制器的输入端连通，第二质量流量控制器的输出端与混合腔体的第二输入端连通；鼓风机设置再混合腔体内；混合腔体的输出端与第三电磁阀的第一端连接，第三电磁阀的第二端与手打调压阀的第一端连接，手动调压阀的第二端与燃气流量计的输入端连接，温度传感器和压力传感器连接在手动调压阀的第二端与燃气流量计的输入端之间；第一组燃气流量计的输出端与燃气灶具的燃烧器内环火孔连通；第二组燃气流量计的输出端与燃气灶具的燃烧器外环火孔连通。烟气分析仪设置再燃气灶具的燃烧器旁，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器、温度传感器、压力传感器、燃气流量计、鼓风机及烟气分析仪均与控制装置连通。
控制装置通过如下步骤获得一次空气系数：
第一步、控制装置通知公式1和公式2分别计算出所需燃气和空气质量流量：
Figure GDA0002725683400000031
Figure GDA0002725683400000032
其中M燃气为控制装置输出给第二质量流量控制器的燃气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；
Figure GDA0002725683400000033
为燃烧器的设计热负荷，单位为千瓦(kW)；ρ燃气为在15℃、大气压为101.3kPa下的燃气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；Q1为在15℃、大气压为101.3kPa下实测燃气低热值，单位为兆焦每立方米(MJ/m3)；M空气为控制装置输出给第一质量流量控制器的空气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；ρ空气为在15℃、大气压为101.3kPa下的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；X为设计的一次空气系数；γ0为1m3燃气完全燃烧需要的理论空气量；
第二步、燃烧器打开后，控制装置输出控制信号打开第一电磁阀、第二电磁阀，空气和燃气分别通过第一质量流量控制器和第二质量流量控制器进入混合腔，继而进入燃烧器燃烧；通过烟气分析仪采集燃气燃烧后的烟气混合物，控制装置通过公式3计算燃烧废气值：
Figure GDA0002725683400000041
上式中，C1a为烟气分析仪采集的烟气混合物中的一氧化碳浓度的测定值；C2t为空气中的二氧化碳浓度值，该值为常数；C2a为烟气分析仪采集的烟气混合物中二氧化碳浓度测定值；C2max为燃气充分燃烧后烟气分析仪采集到的烟气二氧化碳浓度；
第三步、将公式(3)中计算得出的C1与预设合格值进行比较，预设合格值一般设在300m～500ppm；如果C1小于预设合格值，则将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数；如果C1大于等于预设合格值，则重复执行第一步至第三步，直至C1小于预设合格值，此时，将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数。

Claims (5)

1.一种燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：包括燃气罐，第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器、混合腔体和控制装置，其中第一电磁阀的第一端与外部空气连通，第一电磁阀的第二端与第一质量流量控制器的输入端连通，第一质量流量控制器的输出端与混合腔体的第一输入端连通；第二电磁阀的第一端与燃气罐连通，第二电磁阀的第二端与第二质量流量控制器的输入端连通，第二质量流量控制器的输出端与混合腔体的第二输入端连通；第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器均与控制装置连通；混合腔体的输出端与燃气灶具的燃烧器连通，燃气灶具的燃烧器旁还设有烟气分析仪，该烟气分析仪也与控制装置连接；
控制装置通过如下步骤获得一次空气系数：
第一步、控制装置通知公式1和公式2分别计算出所需燃气和空气质量流量：
Figure FDA0001689413240000011
Figure FDA0001689413240000012
其中M燃气为控制装置输出给第二质量流量控制器的燃气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；
Figure FDA0001689413240000013
为燃烧器的设计热负荷，单位为千瓦(kW)；ρ燃气为在15℃、大气压为101.3kPa下的燃气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；Q1为在15℃、大气压为101.3kPa下实测燃气低热值，单位为兆焦每立方米(MJ/m3)；M空气为控制装置输出给第一质量流量控制器的空气质量流量，单位为千克每秒(kg/s)；ρ空气为在15℃、大气压为101.3kPa下的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m3)；X为设计的一次空气系数；γ0为1m3燃气完全燃烧需要的理论空气量；
第二步、燃烧器打开后，控制装置输出控制信号打开第一电磁阀、第二电磁阀，空气和燃气分别通过第一质量流量控制器和第二质量流量控制器进入混合腔，继而进入燃烧器燃烧；通过烟气分析仪采集燃气燃烧后的烟气混合物，控制装置通过公式3计算燃烧废气值：
Figure FDA0001689413240000014
上式中，C1a为烟气分析仪采集的烟气混合物中的一氧化碳浓度的测定值；C2t为空气中的二氧化碳浓度值，该值为常数；C2a为烟气分析仪采集的烟气混合物中二氧化碳浓度测定值；C2max为燃气充分燃烧后烟气分析仪采集到的烟气二氧化碳浓度；
第三步、将公式(3)中计算得出的C1与预设合格值进行比较，如果C1小于预设合格值，则将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数；如果C1大于等于预设合格值，则重复执行第一步至第三步，直至C1小于预设合格值，此时，将公式(2)中设计的一次空气系数输出为该燃烧器的一次空气系数。
2.根据权利要求1所述的燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有温度传感器，该温度传感器与控制装置连接。
3.根据权利要求1所述的燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有手动调压阀和压力传感器，压力传感器与控制装置连接。
4.根据权利要求1所述的燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：所述混合腔与燃烧器连通的管路上设有燃气流量计，该燃气流量计与控制装置连接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的燃气灶具一次空气测试设备，其特征在于：所述第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器和混合腔体设有两组，两组中第一电磁阀、第二电磁阀、第一质量流量控制器，第二质量流量控制器和混合腔体的连接方式相同，第一组混合腔体的输出端与燃烧器的内环火孔连通，第二组混合腔体的输出端与燃烧器的外环火孔连通。
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