DE4203598C1 - Burner swirl-inducing component with axial vanes - has deflection points on curved vanes determined dependent on inner and outer radii edge curvature and passage diameter - Google Patents
Burner swirl-inducing component with axial vanes - has deflection points on curved vanes determined dependent on inner and outer radii edge curvature and passage diameterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wirbelerzeuger für Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vortex generator for burners according to the preamble of claim 1.
Ein Brenner ist einer der wichtigsten Teile eines Ver brennungssystems. Die Arbeitsweise des Brenners hat nämlich nicht nur einen großen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Verbrennung, sondern hängt auch eng mit der Stabilität der Brennerflamme, einer effektiven Ausnutzung des Brennstoffs und der Entstehung von Schadstoffen zusammen. Schlechte Verbrennungsmethoden und eine unsachgemäße Auswahl eines Brenners beeinflussen nicht nur den Wirkungsgrad, mit dem die Energie verwendet wird, sondern haben auch eine Luft verschmutzung aufgrund der Emission großer Mengen gefähr licher Stoffe, wie NOx, zur Folge.A burner is one of the most important parts of a combustion system. The way the burner works not only has a major influence on the efficiency of the combustion, but is also closely related to the stability of the burner flame, the effective use of the fuel and the formation of pollutants. Poor combustion methods and improper selection of a burner not only affect the efficiency with which the energy is used, but also result in air pollution due to the emission of large quantities of dangerous substances such as NO x .
Um die Arbeitsweise eines Brenners zu verbessern und da bei die Menge des bei der Verbrennung gebildeten NOx zu verringern und die Stabilität der Brennerflamme zu erhöhen, ist es nötig, die Maximumtemperatur der Flamme zu verrin gern, die Verweilzeit der Verbrennungsgase zu regulieren und eine begrenzte brennstoffreiche Verbrennung einzurich ten.In order to improve the operation of a burner and to reduce the amount of NO x formed during combustion and to increase the stability of the burner flame, it is necessary to reduce the maximum temperature of the flame, to regulate the residence time of the combustion gases and to limit it to set up fuel-rich combustion.
Die beträchtlichen Wirkungen von Wirbeln in strömenden Reaktionssystemen sind seit vielen Jahren bekannt und be achtet. Manche dieser Folgen sind vorteilhaft. Der Kon strukteur wird daher bestrebt sein, den benötigten Grad an Verwirbelung für den jeweiligen Zweck zu erzeugen. Andere Wirkungen sind unerwünscht. Der Konstrukteur wird sich dann Mühe geben, ihr Auftreten zu steuern und zu mindern. Bei Verbrennungssystemen werden die sehr vorteilhaften Wirkungen einer Verwirbelung der zugeführten Luft und des Brennstoffs vielfach als Hilfsmittel zur Stabilisierung hochintensiver Verbrennungsprozesse und für eine saubere Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad verwendet, und zwar für verschiedene praktische Anwendungen, wie für Benzinmotoren, Diesel motoren, Gasturbinen, Kraftwerkskessel und viele andere in der Praxis verwendete Heizvorrichtungen.The considerable effects of eddies in flowing Reaction systems have been known for many years and be respect. Some of these consequences are beneficial. The con The structurer will therefore endeavor to achieve the required degree To create turbulence for the respective purpose. Other Effects are undesirable. The designer will then Make an effort to control and mitigate their appearance. At Combustion systems have very beneficial effects a swirl of the supplied air and the fuel often as a tool for stabilizing highly intensive Combustion processes and for a clean combustion with high efficiency used, for different practical applications, such as for gasoline engines, diesel engines, gas turbines, power boilers and many others heaters used in practice.
Wirbelströmungen sind das Ergebnis der Anwendung von Dreh bewegungen. Dabei wird einer Strömung eine Wirbel-Ge schwindigkeitskomponente (auch tangentiale oder azimutale Geschwindigkeitskomponente genannt) aufgeprägt. Dies kann geschehen durch die Verwendung von Leitschaufeln, von Wirbelerzeugern mit axialem und tangentialem Eintritt oder durch direkten tangentialen Eintritt in die Brennkammer. Experimentelle Untersuchungen zeigen, daß Wirbel langreich weitige Wirkungen auf Strömungsfelder ausüben. So werden Wachstum, Mitnahme und Zerfall von Jets (bei Inertjets) und Größe und Formstabilität von Flammen und die Ver brennungsstärke (bei Reaktionsströmen) durch den Grad der der Strömung aufgeprägten Verwirbelung beeinflußt. Der Grad der Verwirbelung wird gewöhnlich durch die Wirbelzahl S charakterisiert. Die Wirbelzahl S ist eine dimensions lose Zahl, die den Drehimpulsfluß in Axialrichtung divi diert durch den Impulsfluß in Axialrichtung, multipliziert mit dem äquivalenten Kanalradius darstellt. Es gilt alsoEddy currents are the result of using rotation movements. A flow becomes a vortex ge speed component (also tangential or azimuthal Called speed component). This can done by using guide vanes, from Vortex generators with axial and tangential entry or through direct tangential entry into the combustion chamber. Experimental studies show that vertebrae are long-range have extensive effects on flow fields. So be Growth, entrainment and disintegration of jets (with inert jets) and size and shape stability of flames and the ver burning strength (in reaction currents) by the degree of the turbulence impressed by the flow. The Degree of swirl is usually determined by the number of swirls S characterized. The vortex number S is a dimension loose number that divi the angular momentum flow in the axial direction diert multiplied by the pulse flow in the axial direction with the equivalent channel radius. So it applies
mitWith
GR=der Drehimpulsfluß in Axialrichtung einschließlich
des turbulenten Tangentialspannungsterms der
x-R-Richtung,
Gx=der Impulsfluß in Axialrichtung einschließlich des
turbulenten Normalspannungsterms der x-Richtung
und eines Druckterms (Axialdruck), und
d/2=Kanalradius
=Geschwindigkeitskomponenten in zylindrischen (x, r,
R)-Polarkoordinatenrichtungen.G R = the angular momentum flow in the axial direction including the turbulent tangential stress term of the xR direction,
G x = the momentum flow in the axial direction including the turbulent normal stress term of the x direction and a pressure term (axial pressure), and
d / 2 = channel radius
= Velocity components in cylindrical (x, r, R) polar coordinate directions.
Wirbelströmungen werden durch drei grundlegende Methoden erzeugt. Es handelt sich dabei um:Eddy currents are created through three basic methods generated. It's about:
- 1. tangentialen Eintritt (z. B. Wirbelerzeuger mit axialem und tangentialem Eintritt),1. tangential entry (e.g. vortex generator with axial and tangential entry),
- 2. Leitschaufeln (z. B. Leitschaufelgitter oder Verwirbler) und2. Guide vanes (e.g. guide vane grille or swirler) and
- 3. direkte Rotation (z. B. rotierendes Rohr).3. direct rotation (e.g. rotating tube).
Unter diesen Methoden wird bei handelsüblichen Brennern häufig das Leitschaufelsystem verwendet. Dabei sind die Schaufeln so angeordnet, daß sie die Richtung der Strömung ablenken. Bei herkömmlichen Brennern wird üblicherweise Luft mit Hilfe eines Gebläses oder Verdichters in die Brennkammer eingeblasen. Falls beim Strömen der Luft durch die beim herkömmlichen Brenner für die benötigte Wirbelbildung vorgesehenen festen Schaufeln ein zu großer Druckabfall und eine zu hohe Turbulenzintensität auftritt, beobachtet man eine starke Verschlechterung des Betriebs verhaltens des Brenners. These methods are used in commercially available burners often uses the vane system. Here are the Paddles arranged so that the direction of flow distract. With conventional burners is usually Air with the help of a blower or compressor Combustion chamber blown in. If the air flows due to the need for the conventional burner Vortex formation provided fixed blades a too large Pressure drop and excessive turbulence intensity occurs, a severe deterioration in operations is observed behavior of the burner.
Die Druckschrift US-PS 46 90 074 beschreibt ein Kohlenstaub- Brennersystem, bei dem durch ein feststehendes Primärluftrohr Primärluft mit suspendierten Kohlenstaubteilchen in eine Brennkammer eingeblasen wird. Das Primärluftrohr ist konzentrisch von einem rotierenden Sekundärluftrohr umgeben, wobei durch den von Primär- und Sekundärluftrohr begrenzten Ringraum Sekundärluft in den Brenner eingeblasen wird. Am brennerseitigen Ende der Luftrohre ist das rotierende Sekundärluftrohr zur Wirbelerzeugung im Sekundärluftstrom mit in den Ringraum gerichteten Axialschaufeln ausgerüstet. Die Druckschrift offenbart nicht, wie die Axialschaufeln auszubilden sind, um ein optimales Betriebsverhalten des Brenners zu erzielen.The document US-PS 46 90 074 describes a coal dust Burner system in which through a fixed primary air pipe Primary air with suspended coal dust particles in one Combustion chamber is blown. The primary air pipe is surrounded concentrically by a rotating secondary air tube, being limited by the primary and secondary air pipe Annulus secondary air is blown into the burner. At the the rotating end of the air pipes is the burner end Secondary air tube for generating vortex in the secondary air flow with axial blades directed into the annular space. The Publication does not disclose how the axial blades are to be trained in order to ensure that the To achieve Brenners.
Es ist daher wesentliche Aufgabe der Erfindung, einen Wir belerzeuger für Brenner bereitzustellen, der zur Erzeugung einer Wirbelströmung mit geringem Druckabfall und niedriger Turbulenzintensität eingerichtet ist und zur Führung einer begrenzten brennstoffreichen Verbrennung, zur Regulierung der Verweilzeit der Verbrennungsgase und schließlich zur Verbesserung der Flammenstabilität geeignet ist.It is therefore an essential object of the invention, a we To provide belgenerator for burner, for the generation a vortex flow with low pressure drop and lower Turbulence intensity is set up and to guide one limited fuel-rich combustion, for regulation the residence time of the combustion gases and finally the Improvement of flame stability is suitable.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 angegebenen Wirbelerzeuger gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs gemäßen Wirbelerzeugers sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the specified in claim 1 Vortex generator solved. Advantageous embodiments of the Invention according vortex generator are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird durch die folgende detaillierte Be schreibung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wirbelerzeugers anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dies dient der Veranschaulichung, und soll die Erfin dung nicht beschränken. Es zeigtThe invention is illustrated by the following detailed description description of an embodiment of the vortex generator according to the invention with reference to the accompanying drawings. This is for the purpose of illustration, and is intended for the inventor do not restrict. It shows
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines in einem Brenner angeordneten Wirbel erzeugers, Fig. 1 shows a schematic cross section of a disposed in a burner vortex generator,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ortskurve einer Schaufel des Wirbelerzeugers auf der Oberfläche eines Zylinders, Fig. 2 is a schematic perspective view of a locus of a blade of the vortex generator on the surface of a cylinder,
Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung der in Fig. 2 ge zeigten Ortskurve, Fig. 3 is an enlarged partial view of the ge in Fig. 2 showed locus
Fig. 4 eine ebene Abwicklung der Schaufel, Fig. 4 is a planar development of the blade,
Fig. 5 den unteren Rand der Schaufel auf der Abwicklung der Zylinderoberfläche, wobei der Rand einen Krümmuungsradius R aufweist, Fig. 5 shows the bottom of the blade on the processing of the cylinder surface, wherein the edge has a Krümmuungsradius R,
Fig. 6 die unteren Ränder zweier benachbarter Schaufeln auf der Abwicklung der Zylinderoberfläche, wobei beide Ränder einen Krümmungsradius R₁ aufweisen, Fig. 6, the lower edges of two adjacent blades on the processing of the cylindrical surface, wherein both edges have a radius of curvature R₁,
Fig. 7 die Abwicklung einer erfindungsgemäßen Schaufel gemäß dem im folgenden angegebenen Beispiel, wiedergegeben im Originalmaßstab, und Fig. 7 shows the development of a blade according to the invention according to the example given below, reproduced on the original scale, and
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Wirbelerzeugers. Fig. 8 is a perspective view of the vortex generator.
Fig. 1 zeigt einen in einem Brenner angeordneten Wirbelerzeuger zur Erzeugung einer für eine Brenn kammer benötigten Wirbel-Luftströmung. Der Brenner weist eine feuerfeste Wand 1, einen Wirbelerzeuger 2 und ein Brennstoffzufuhrelement 3 auf. Die in dieser Beschreibung verwendeten Symbole haben die folgenden Bedeutungen: Fig. 1 shows a vortex generator arranged in a burner for generating a vortex air flow required for a combustion chamber. The burner has a refractory wall 1 , a vortex generator 2 and a fuel supply element 3 . The symbols used in this description have the following meanings:
r₁: Innenradius des Wirbelerzeugers,
r₂: Außenradius des Wirbelerzeugers,
R₁: Krümmungsradius des unteren Randes einer Schaufel,
R₂: Krümmungsradius des oberen Randes einer Schaufel,
R: Ablenkwinkel (d. h. der Winkel zwischen der Tangential
richtung und der Axialrichtung einer Schaufel),
Ro: Ablenkwinkel am Ende einer Schaufel,
S: Wirbelzahl,
L: Länge der Projektion des unteren Randes einer Schaufel
auf die Axialrichtung,
l: Länge des unteren Randes einer Schaufel, und
u: Abstand zwischen einem Punkt auf der Schaufel und dem
Ursprung.r₁: inner radius of the vortex generator,
r₂: outer radius of the vortex generator,
R₁: radius of curvature of the lower edge of a blade,
R₂: radius of curvature of the upper edge of a blade,
R: deflection angle (ie the angle between the tangential direction and the axial direction of a blade),
R o : deflection angle at the end of a blade,
S: vortex number,
L: length of the projection of the lower edge of a blade on the axial direction,
l: length of the bottom edge of a shovel, and
u: Distance between a point on the blade and the origin.
Der Krümmungsradius R an einem Punkt auf einer Schaufel ist proportional zum Radius r; d. h. R₁ : R₂=r₁ : r₂. Der Ab lenkwinkel R wächst entlang der Axialrichtung allmählich von 0 auf Ro an.The radius of curvature R at a point on a blade is proportional to the radius r; ie R₁: R₂ = r₁: r₂. From the steering angle R gradually increases along the axial direction from 0 to R o .
Der Wirbelerzeuger wird dadurch geschaffen, daß man n Schaufeln in gleichem Abstand auf einem Hohlrohr mit einem Radius r₁ und einer Länge L befestigt. Beim Durch gang durch den Wirbelerzeuger wird die Luft nur verwirbelt, so daß Turbulenzen und der Druckabfall eliminiert sind.The vortex generator is created that you have n blades equally spaced on a hollow tube attached with a radius r₁ and a length L. When through passing through the vortex generator, the air is only swirled, so that turbulence and pressure drop are eliminated.
Unter Bezugnahme auf "Combustion Aerodynamics" von J. M. Beer und N. A. Chigier, Robert E. Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, 1983, Seite 112, Gln. (5.14b), kann die Wirbelzahl S bei der vorliegenden Erfindung durchWith reference to "Combustion Aerodynamics" by J.M. Beer and N. A. Chigier, Robert E. Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, 1983, page 112, Gln. (5.14b), the Vortex number S in the present invention
angenähert werden.be approximated.
Im folgenden wird auf die Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen. Die Schaufeln stellen gekrümmte drei dimensionale Flächen dar, deren Konstruktionsprinzipien im folgenden gezeigt werden. In Fig. 4 ist eine ebene Ab wicklung dieser gekrümmten Fläche gezeigt. Die Gleichungen für den unteren und den oberen Rand entsprechen sich. Im folgenden wird daher nur der untere Rand näher betrachtet.In the following, reference is made to FIGS. 2, 3 and 4. The blades represent curved three-dimensional surfaces, the construction principles of which are shown below. In Fig. 4, a flat development from this curved surface is shown. The equations for the bottom and top margins are the same. Therefore, only the lower margin is considered in more detail below.
Der Ort eines beliebigen Punktes K auf dem unteren Rand MN wird in Polarkoordinaten mit (u, Φ) bezeichnet. Dabei ist u der Abstand zwischen dem Punkt K und dem Ursprung, und Φ der von KOM aufgespannte Winkel. Wie Fig. 2 zeigt, ist MN eine Kurve auf einem Zylinder mit Radius r. Die Kurve weist einen Krümmungsradius R auf, wie in Fig. 5 gezeigt ist.The location of any point K on the lower edge MN is denoted by (u, Φ) in polar coordinates. Here u is the distance between the point K and the origin, and Φ the angle spanned by KOM. As shown in Fig. 2, MN is a curve on a cylinder with radius r. The curve has a radius of curvature R, as shown in FIG. 5.
Gemäß dem Satz von Pythagoras giltAccording to Pythagoras' theorem
OK² = OT² + TK² (1)OK² = OT² + TK² (1)
mitWith
OK = u, OT = r, TK = R sin R.OK = u, OT = r, TK = R sin R.
Damit ergibt sichThis results in
u² = r² + (R sin R)² (2)u² = r² + (R sin R) ² (2)
undand
u = (r² + R² sin²R)1/2. (3)u = (r² + R² sin²R) 1/2 . (3)
Fig. 3 zeigt die Umgebung des Punktes K. Der Punkt K′ ist ein Punkt der Kurve MN in einem differentiellen Abstand dl vom Punkt K. Die Polarkoordinaten von K′ sind (u+du, Φ+dΦ). Fig. 3 shows the vicinity of the point K. The point K 'is a point of the curve MN at a differential distance dl from the point K. The polar coordinates of K' are (u + du, Φ + dΦ).
Aus Fig. 5 folgtFrom Fig. 5 follows
dl = R dR. (4)dl = R dR. (4)
Aus Fig. 3 und dem Satz von Pythagoras folgtFrom Fig. 3 and Pythagoras' theorem follows
(dl)² = (du)² + (dΓ)² (5)(dl) ² = (du) ² + (dΓ) ² (5)
mitWith
dΓ = u dΦ. (6)dΓ = u dΦ. (6)
Aus Gleichung (5) erhält manFrom equation (5) one obtains
dΓ = [(dl)² - (du)²]1/2. (7)dΓ = [(dl) ² - (du) ²] 1/2 . (7)
Aus Gleichung (6) erhält manFrom equation (6) one obtains
Durch Integration ergibt sichIntegration results in
Φ = ∫ (dΓ/u). (9)Φ = ∫ (dΓ / u). (9)
Durch Einsetzen von Gleichung (7) erhält man darausBy using equation (7) one obtains this
Φ = ∫ {[(dl)² - (du)²]1/2/u} (10)Φ = ∫ {[(dl) ² - (du) ²] 1/2 / u} (10)
mitWith
= R² sin R cos R (r² + R² sin² R)-1/2 dR. (11)= R² sin R cos R (r² + R² sin² R) -1/2 dR. (11)
Einsetzen der Gleichungen (3), (4) und (11) in Gleichung (10) ergibt dannSubstituting equations (3), (4) and (11) into equation (10) then gives
Ist der Ablenkwinkel R im Punkt K durch Rk gegeben, so können damit die Polarkoordinaten des Punktes K auf der Abwicklung entsprechend der Fig. 4 durch (u, Φ) dargestellt werden, durchIf the deflection angle R at point K is given by R k , then the polar coordinates of point K on the development according to FIG. 4 can be represented by (u, Φ) by
Durch Einsetzen der Innen- und Außenradien r₁, r₂ des Wirbel generators, der Krümmungsradien R₁, R₂ des unteren und des oberen Randes und der Ablenkwinkel Rk von 0 bis Ro in Glei chung (13) kann man die Abwicklung der Schaufel erhalten. By inserting the inner and outer radii r₁, r₂ of the vortex generator, the radii of curvature R₁, R₂ of the lower and the upper edge and the deflection angle R k from 0 to R o in equilibrium (13), the development of the blade can be obtained.
Gemäß dieser Abwicklung können ebene Schaufeln hergestellt werden, z. B. durch Ausschneiden von Hand oder mit Hilfe einer rechnergesteuerten Maschine. Dann werden die Schaufeln so gebogen, daß sie mit der in Fig. 2 gezeigten Ortskurve übereinstimmen. Anschließend werden sie auf einem Hohlrohr mit Radius r₁ befestigt. Der Wirbeler zeuger ist damit fertiggestellt.According to this transaction, flat blades can be made, e.g. B. by cutting out by hand or with the help of a computer-controlled machine. Then the blades are bent so that they coincide with the locus shown in FIG. 2. Then they are attached to a hollow tube with radius r₁. The whirl generator is now complete.
Die Gesamtzahl der Schaufeln kann wie folgt gefunden werden:The total number of blades can be found as follows:
Die Gesamtzahl n der Schaufeln hängt ab von dem Radius r₁ des Zylinders, dem Krümmungsradius R₁ des unteren Randes der Schaufel, dem Ablenkwinkel Ro am Ende der Schaufel und dem Schaufel-Überdeckungswinkel α. Die Abwicklung der Zylinderoberfläche ist in Fig. 6 gezeigt. Dabei stellen die Bögen AB und CD die Ortskurven der unteren Ränder zweier benachbarter Schaufeln dar. Der Überdeckungswinkel α ist definiert als der Winkel zwischen der durch den Punkt B in Axialrichtung verlaufenden Geraden und der Tangente an den Bogen CD im Schnittpunkt des Bogens CD mit dieser Geraden. Die Längen der Abschnitte in AC, CE, AE, EO und EO′ sind in Fig. 6 gezeigt. MitThe total number n of blades depends on the radius r 1 of the cylinder, the radius of curvature R 1 of the lower edge of the blade, the deflection angle R o at the end of the blade and the blade overlap angle α. The development of the cylinder surface is shown in Fig. 6. The arcs AB and CD represent the locus of the lower edges of two adjacent blades. The overlap angle α is defined as the angle between the straight line running through point B in the axial direction and the tangent to the arch CD at the intersection of the arch CD with this straight line . The lengths of the sections in AC, CE, AE, EO and EO 'are shown in Fig. 6. With
AE = AC + CEAE = AC + CE
folgtfollows
Umstellen von Gleichung (14) ergibtSwitching from equation (14) results
wobei für n die nächstgelegene natürliche Zahl genommen werden soll. taking the closest natural number for n shall be.
Der Ablenkwinkel Ro am Ende der Schaufel kann wie folgt ge funden werden:The deflection angle R o at the end of the blade can be found as follows:
Durch Umformen von Gleichung (1) ergibt sich der Ablenk winkel Ro am Ende der Schaufel alsBy transforming equation (1), the deflection angle R o at the end of the blade results as
Der Krümmungsradius R₁ des unteren Randes der Schaufel
kann wie folgt gefunden werden:
R₁ erhält man aus der Länge L der Projektion des unteren
Randes eines Blattes auf die Axialrichtung und aus dem
Ablenkwinkel Ro am Ende der Schaufel, wie in Fig. 6 ge
zeigt, durchThe radius of curvature R₁ of the lower edge of the blade can be found as follows:
R₁ is obtained from the length L of the projection of the lower edge of a sheet on the axial direction and from the deflection angle R o at the end of the blade, as shown in Fig. 6, by
Im folgenden wird gezeigt, wie man den Überdeckungswinkel α zweier benachbarter Schaufeln wählt:The following shows how to cover angle α chooses two adjacent blades:
Der Überdeckungswinkel α zweier benachbarter Schaufeln ist in Fig. 6 gezeigt. Bei der Konstruktion eines Wirbelerzeugers mit einer bestimmten Soll-Wirbelzahl kann davon Gebrauch gemacht werden, daß α proportional zu Ro ist, und zwarThe overlap angle α of two adjacent blades is shown in FIG. 6. When designing a vortex generator with a certain target vortex number, use can be made of α being proportional to R o
α = k Ro, (18)α = k R o , (18)
wobei k eine vorbestimmte Konstante ist. Je größer der Wert von k ist, desto größer ist die Überdeckung der Schaufeln, d. h. die Schaufeln greifer stärker ineinander. Bevorzugte Werte für k liegen im Bereich von 0,5 bis 0,75, alsowhere k is a predetermined constant. The larger the value of k, the greater the coverage of the blades, d. H. the blades interlock more. Preferred Values for k range from 0.5 to 0.75
α = 0,5 Ro∼0,75 Ro. (19)α = 0.5 R o ∼0.75 R o . (19)
In diesem Bereich kann ein ausreichend großer Wirbeleffekt erzielt werden. Bevorzugte Werte für α liegen im Bereich von 20° bis 45°. Der bevorzugteste Wert für α ist 30°.A sufficiently large swirl effect can occur in this area be achieved. Preferred values for α are in the range from 20 ° to 45 °. The most preferred value for α is 30 °.
Im folgenden ist das Verfahren zur Herstellung des Wirbelerzeugers angegeben:The following is the process for making the Vortex generator specified:
- 1. Man wählt entsprechend den Erfordernissen Werte für r₁, r₂, S, α und L.1. One chooses values for r 1 according to the requirements, r₂, S, α and L.
- 2. Man erhält aus Gleichung (16) den Wert für Ro.2. The value for R o is obtained from equation (16).
- 3. Man erhält aus Gleichung (17) den Wert für R₁, und findet dann den Wert für R₂ durch die Beziehung R₂=R₁×(r₂/r₁).3. You get the value for R₁ from equation (17), and finds then the value for R₂ through the relationship R₂ = R₁ × (r₂ / r₁).
- 4. Man zeichnet gemäß Gleichung (13) die Ortskurve des unteren Randes einer Schaufel auf eine Ebene.4. Draw the locus of the according to equation (13) bottom of a shovel on a plane.
- 5. Man zeichnet gemäß Gleichung (13) die Ortskurve des oberen Randes einer Schaufel auf eine Ebene.5. Draw the locus of the according to equation (13) top of a shovel on one level.
- 6. Man verbindet die Anfangs- und Endpunkte der in den Schritten 4 und 5 erhaltenen unteren und oberen Ränder. Diese Linien bilden dann die Abwicklung der Schaufel.6. One connects the start and end points of the in the Steps 4 and 5 obtained bottom and top margins. These lines then form the development of the blade.
- 7. Man fertigt eine Schaufel entsprechend der Abwicklung an.7. A shovel is made according to the process at.
- 8. Man biegt die Schaufel so, daß sie mit der in Fig. 2 gezeigten Ortskurve übereinstimmt, und erhält so eine Standardschaufel. 8. The blade is bent so that it coincides with the locus shown in FIG. 2, and a standard blade is obtained.
- 9. Man findet aus Gleichung (15) die Gesamtzahl der Schau feln.9. The total number of the show can be found from equation (15) rock.
- 10. Man wiederholt die Schritte 1 bis 8, um n Standard schaufeln zu erhalten.10. Repeat steps 1 through 8 to get n standard to get shovels.
- 11. Man befestigt die n Standardschaufel in gleichen Ab ständen 2 πr₁/n auf einem Rohr mit einem Radius r₁ und einer Länge L, und erhält so einen erfindungsge mäßen Wirbelerzeuger.11. The standard shovel is fastened in the same way stood 2 πr₁ / n on a tube with a radius r₁ and a length L, and thus receives a fiction moderate vortex generator.
Zur Veranschaulichung ist im folgenden ein Beispiel ange geben:An example is given below for illustration give:
- 1. Man wählt r₁=5,72 cm, r₂=8,80 cm, S=0,7, α=17,2° und L=9,7 cm.1. You choose r₁ = 5.72 cm, r₂ = 8.80 cm, S = 0.7, α = 17.2 ° and L = 9.7 cm.
- 2. Aus Gleichung (16) erhält man Ro=40°.2. From equation (16) one obtains R o = 40 °.
- 3. Aus Gleichung (17) erhält man R₁=15,1 cm. Aus der Be ziehung der Verhältnisse der Radien folgt R₂=23,2 cm.3. From equation (17) you get R₁ = 15.1 cm. From the Be Drawing the ratio of the radii follows R₂ = 23.2 cm.
- 4. Man setzt diese Werte in Gleichung (13) ein. Man zeichnet die Ortskurven des unteren und des oberen Randes einer Schaufel auf ein Blech. Man verbindet die Anfangs- und Endpunkte der Ortskurven und erhält so die Abwicklung der Schaufel wie in Fig. 7 gezeigt.4. Put these values in equation (13). The locus curves of the lower and the upper edge of a shovel are drawn on a plate. The starting and ending points of the locus curves are connected and the development of the blade is obtained as shown in FIG. 7.
- 5. Aus Gleichung (15) erhält man für die Gesamtzahl der Schaufeln n=19 Schaufeln gemäß Fig. 7 an.5. From equation (15) one obtains n = 19 blades according to FIG. 7 for the total number of blades.
- 7. Man befestigt die 19 Schaufeln in gleichen Abständen auf einem Rohr mit einem Radius von 5,72 cm und einer Länge von 9,7 cm. Man erhält so einen Wirbelerzeuger wie in Fig. 8 gezeigt.7. The 19 blades are attached at equal intervals to a tube with a radius of 5.72 cm and a length of 9.7 cm. A vortex generator as shown in Fig. 8 is thus obtained.
Obwohl die Beschreibung der Erfindung auf der beispiel haften Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform be ruht, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt.Although the description of the invention is based on the example adhere to a preferred embodiment rests, the invention is of course not on the disclosed embodiment limited.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19924203598 DE4203598C1 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Burner swirl-inducing component with axial vanes - has deflection points on curved vanes determined dependent on inner and outer radii edge curvature and passage diameter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924203598 DE4203598C1 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Burner swirl-inducing component with axial vanes - has deflection points on curved vanes determined dependent on inner and outer radii edge curvature and passage diameter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4203598C1 true DE4203598C1 (en) | 1993-06-24 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19924203598 Expired - Lifetime DE4203598C1 (en) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Burner swirl-inducing component with axial vanes - has deflection points on curved vanes determined dependent on inner and outer radii edge curvature and passage diameter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4203598C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-02-07 DE DE19924203598 patent/DE4203598C1/en not_active Expired - Lifetime
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| CN103574591B (en) * | 2013-11-27 | 2016-03-30 | 陈洁 | A kind of Dual-furnace-body type rotary combustion furnace |
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