一、有關工藝設計的幾個問題

　　對民用燃氣用具的基本要求，包括以下10個方面；(1)加熱能力，用熱負荷標志；(2)供氣壓力，用額定供氣壓力要求；(3)熱能利用率，用熱效率表示；(4)燃燒產物的衛(wèi)生標準，用煙氣中有害物(C0、N0x等)含量表示；(5)燃燒穩(wěn)定狀態(tài)與調節(jié)范圍，不出現(xiàn)離焰、回火、黃焰，并能凋節(jié)熱負荷；(6)安全性，必須有安全設施；(7)噪聲，不允許超過規(guī)定；(8)表面溫度，不得高于標準規(guī)定；(9)結構與材質，結構穩(wěn)固，經久耐用，材料價廉，造型美觀；(10)其它，各類民用燃氣用具，根據其特有功能．還有些特殊要求。下面討論其中的若干問題。
　　(一)燃具熱負荷
　　燃具熱負荷，是指燃具中單位時間內燃氣燃燒所釋放的熱量。在額定供氣壓力下燃具所具有的熱負荷，則稱為額定熱負荷，它表明加熱能力的大小，是燃具的重要特性指標之一。
　　而額定供氣壓力是設計燃燒設備的主要參數之一。為了使燃燒設備標準化，設計燃氣設備時，額定供氣壓力應按有關規(guī)范規(guī)定的指標選取見表3—8—1。
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　　此外，由于燃氣輸配管網上的壓力波動，燃燒設備前的供氣壓力可能大于或小于額定壓力，因此要求燃燒設備能在一定的燃氣壓力波動范圍內穩(wěn)定燃燒。按規(guī)范要求，當供氣壓力為0.5～1．5倍額定壓力時，燃燒設備的各項技術性能指標都應達到規(guī)定值。燃氣炊事灶具用于各種烹飪加熱。而烹飪的關鍵就是要注意營養(yǎng)、凋味和色澤等，烹飪過程的加熱狀況好壞影響極大，因此燃具的加熱能力應綜合考慮。
　　一般家用燃氣灶熱負荷應大于2．326kW(2000kcal/h)，否則火力太弱。大型燃氣灶應根據用途選定適當的熱負荷，通常按鍋的大小考慮，除特殊情況外熱負荷除低于11．63LW(10000kcal/h)。
　　通過編制加熱設備的熱平衡，依據提供的有效熱滿足加熱工藝的要求，可以確定燃具額定熱負荷。
　　通過計算加熱物質所需要的熱量，和估計的燃具熱效率，再根據所需要的加熱時間，可計算燃具熱負荷：
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　　式中 Q——燃具熱負荷，kW；
　　　　m——被加熱物體的質量，kg；
　　　　c——被加熱物體的比熱容，kJ／(kg·K)；
　　　　T₁、T₂——被加熱物體的初始和終了溫度，K；
　　　　η——燃具熱效率，％，可按同類設備選??；
　　　　τ——物料加熱升溫時間，h；
　　　　K——安全系數，考慮燃氣壓力可能降低、熱值可能變化、熱效率估計不準及其它未考慮到的因素，K為1. 28～1．40。
　　如果被加熱物體有相變化，當被加熱物體(固體)發(fā)生熔融時，熱負荷的計算公式為：
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　　式中 ω——固體的熔融量，kg；
　　　　m——固體的熔解熱，kJ／kg。
　　當被加熱物體(液體)發(fā)生蒸發(fā)時，熱負荷的計算公式為：
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　　式中 ω′——液體的蒸發(fā)量，kg；
　　　　r——液體的蒸發(fā)潛熱，kJ/kg。
　　若一個燃具中有N個燃燒器，則每個燃燒器的熱負荷為：
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　　燃具總耗氣量B，可由熱負荷確定：
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　　式中 H_L——燃氣的低熱值。
　　(二)燃具熱效率
　　燃具的熱效率η是指有效利用熱占燃氣總放熱量的百分比，即
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　　式中 q——有效利用熱，kJ；
　　　　Q_t——燃氣總放熱量，kJ。
　　燃具熱效率顯示燃燒過程和傳熱過程的綜合效率，它是燃具利用能量有效程度的指標。常用燃具的熱效率見表3—8—2。
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