[发明专利]一种耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴及其控制方法

权利要求书

1.一种耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，包括：

第一壳体；

多个导流板，其沿所述第一壳体一端的外表面均布设置；

第一通道，其同轴开设在所述第一壳体内部，所述第一通道的一端为圆柱形结构，另一端为半径逐渐减小的圆台形结构；

第二壳体，其同轴套设在所述第一壳体外部；

第二通道，其同轴设置在所述第一壳体和所述第二壳体之间；

进水机构，其设置在所述第二壳体外部；

出水机构，其设置在所述进水机构和所述第二壳体之间，并与所述进水机构相连通；

其中，所述第一壳体、所述第二壳体，所述进水机构和所述出水机构的结构均为一端为圆柱形结构，另一端为半球形结构，所述第一壳体、所述第二壳体的另一端的端面具有开口。

2.根据权利要求1所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述进水机构包括：

进水通道，其开设在所述进水机构的一端；

第一盘旋水道，其沿所述进水机构的另一端盘旋设置，并且所述第一盘旋水道的一端与所述进水通道相连通；

所述出水机构包括：

出水通道，其开设在进水机构的一端；

第二盘旋水道，其沿所述出水机构的另一端盘旋设置，并且所述第二盘旋水道的一端与所述出水通道连通，另一端与所述第一盘旋水道的另一端相连通。

3.根据权利要求2所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述第一盘旋水道与所述第二盘旋水道结构相同，并包括至少四段盘旋通道。

4.根据权利要求3所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，每段盘旋通道还包括：

相互连通的第一层水道、第二层水道和第三层水道，所述第一层水道、所述第二层水道以及所述第三层水道的截面均为方形结构，并且等间距排布，所述第一层水道的截面面积大于所述第二层水道和所述第三层水道。

5.根据权利要求4所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述进水通道与所述第一盘旋水道一端通过联通水道进行连接。

6.根据权利要求5所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述第一通道的圆台形结的一端半径为50mm，另一端半径为20mm逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述导流板的数量为八个，并且所述导流板的圆心角为20°。

8.根据权利要求6所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，所述导流板之间沿所述第一壳体一端的外表面等间距排布。

9.根据权利要求8所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，其特征在于，还包括：喷嘴壳体，其包括圆柱形结构和半球形结构，所述半球形结构的一端设置有端面开口。

10.一种耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴的控制方法，使用权利要求1-9任意一项所述的耳帽式抗高温预混燃烧喷嘴，通过控制冷却水与喷嘴外壳温差控制喷嘴壳体外表面的最终热量，进而控制喷嘴壳体外表面的温度；

所述喷嘴壳体外表面的最终热量的经验公式为：

Φ_l＝Φ_k-∑Φ_di；

式中，Φ_k为喷嘴壳体吸收热量，单位为W，Φ_di为第i次对流换热的换热量，单位为W；

喷嘴壳体有效吸收热量的经验公式为：

式中，α_k为壳体辐射吸收率，ε₀为炉膛火焰黑度，σ₀为黑体辐射常数，T₀为火焰平均热力学温度，单位为K，ε_k为壳体黑度，T_k是壳体平均热力学温度，单位为K，R为半球形结构的半径，单位为m，H为伸出圆柱段长度，单位为m，h为球冠的高度，单位为m，r₁为球冠的底半径，单位为m，r₂为端面开口的半径，单位为m，ψ为热有效系数；

对流换热的换热量经验计算公式为：

式中，C_k为修正系数，η_f分别为流体平均温度时流体的动力粘度，单位为Pa·s，η_w为流体壁面温度时流体的动力粘度，单位为Pa·s，Re为雷诺数，Pr为普朗特数，A_c为管槽截面积，单位为m²，Δt_k为冷却水与喷嘴外壳温差，单位为℃，A_d为对流换热面积，单位为m²，λ为流体的导热系数，单位为W/(m·k)，p为湿周，单位为m。