چگونگی انتخاب نازل برای مشعل های گازوئیل سوز

به طور کلی برای انجام احتراق در مشعل های با سوخت مایع و به منظور افزایش سطح تماس سوخت با اکسیژن، لازم است ابتدا سوخت به صورت پودر مخلوط با هوا تبدیل گردد که این مهم در مشعل های با سوخت مایع به عهده نازل ها می باشد.
یکی از مواردی که معمولاً کارشناسان تاسیسات با آن مواجه می شوند انتخاب نازل برای مشعل های گازوئیل سوز است. (بخصوص با توجه به اهمیت مبحث بهینه سازی مصرف سوخت )
برای انتخاب صحیح نازل سوخت مشعل گازوئیل سوز باید سه عامل زیر مورد توجه قرار گیرند:

1. مقدار دبی گازوئیل ( عدد گالن تعیین شده روی هر نازل )
2. زاویه پاشش گازوئیل ( زاویه تعیین شده روی هر نازل )
3. شکل پاشش گازوئیل ( حروف B ، H ، S و … تعیین شده روی هر نازل )

 تعیین مقدار دبی گازوئیل (عدد گالن تعیین شده روی هر نازل)

بطور معمول اگر ارزش حرارتی هر لیتر گازوئیل معادل ۸۵۰۰ کیلو کالری در نظر گرفته شود و حجم هر گالن معادل ۳.۷۸۵ لیتر باشد ،بنابر این ارزش حرارتی یک گالن گازوئیل معادل است با:Kcal 8500*3.785=32000 Kcal مطابق مطلب فوق عدد نازل مورد نیاز برای مشعلهای گازوئیل سوز ۲۲۰۰۰۰ kcal ( اصطلاحا مشعل ۵ تا ۷ ) می باید معادل : Us Gal. 6.8 = 220000 / 32000 باشد در حالی که این عدد معمولا برای مشعل فوق Us Gal. 3.5 اعلام می شود. همچنین مثلا برای مشعل ۶۰۰۰۰۰ kcal ( دو نازله )آیا مجموع عدد نازلها باید Kcal 600000 / 32000= 18.75 G.P.H باشد؟ در حالی که هیچ شرکت تولید کننده مشعل چنین عددی را برای نازل مشعل فوق پیشنهاد نمی کند و عدد درست معمولا حدود ۱۰ گالن می باشد ، چرا ؟
برای یافتن پاسخ سئوال فوق باید به دو نکته توجه شود :

• الف) کاهش %۴ از راندمان احتراق به ازاء هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع از سطح دریا
• ب) فشار نرمال ۷ بار تئوریک و فشار ایجادی واقعی پمپ گازوئیل هر مشعل

در مورد ردیف الف متناسب با افزایش ارتفاع از سطح دریا بدلیل کاهش چگالی (غلظت) هوا و طبیعتا کاهش اکسیژن موجود در آن نسبت به شرایط هوا در سطح دریا ، راندمان احتراق کاهش یافته و نتیجتا باید سوخت کمتری برای مشعل تدارک دیده شود زیرا در غیر اینصورت بدلیل کمبود اکسیژن مورد نیاز ، احتراق مشعل همراه با خام سوزی و یا دود زدن انجام خواهد پذیرفت . بر این اساس برای شهر تهران که حدود ۱۵۰۰ متر بالاتر از سطح دریا می باشد ، راندمان احتراق حدود %۲۰ کاهش می یابد و این به معنی لزوم کاهش %۲۰ از میزان سوخت مصرفی و نیز گرمای تولید شده می باشد .
در مورد ردیف ب ذکر این توضیح ضروری است که عدد گالن نوشته شده روی هر نازل بر مبنای فشار نرمال ۷ بار می باشد یعنی “اوریفیس” آن نازل در فشار گازوئیل ۷ بار به همان مقدار نوشته شده سوخت عبور می دهد ولی از آنجا که فشار ایجادی پمپ گازوئیل مشعل ها بیشتر از ۷ بار می باشد ( طبق نمودار پمپها ) و در این فشار بیشتر ، طبعا اوریفیس نازل حجم گازوئیل بیشتری را از خود عبور می دهد .
مثلا در مورد مشعلهای ۲۲۰۰۰۰ kcal مثال اول معمولا فشار ایجادی پمپ گازوئیل حدود ۱۲ تا ۱۴ بار می باشد که لازم است عدد نازل کوچکتری انتخاب گردد.

بر این اساس برای انتخاب عدد گالن نازل

گازوئیل هر مشعل ابتدا :

• ظرفیت گرما دهی مشعل گازوئیل سوز را بر عدد ۳۲۰۰۰ تقسیم می کنیم.
• عدد بدست آمده فوق را با توجه به میزان ارتفاع محل نصب مشعل از سطح دریا تعدیل می کنیم.

مثلا در مورد مشعل ۲۲۰۰۰۰ kcal مثال اول اگر فرض شود مشعل مذکور در نقطه ای از کشور نصب می شود که از سطح دریا ۱۲۰۰ متر بالا تر باشد ابتدا مقدار سوخت مصرفی را در شرایط سطح دریا محاسبه می کنیم :

سپس با در نظر گرفتن اینکه هر ۳۰۰ متر ارتفاع از سطح دریا ۴% از راندمان احتراق مشعل را کاهش می دهد :

اینک با استفاده از نمودار زیر و در فشار ایجادی پمپ گازوئیل ۱۴ بار عدد صحیح نازل مورد نیاز مشعل ۲۲۰۰۰۰ Kcal در ساعت برای نصب در شرایط ۱۲۰۰ متر بالاتر از سطح دریا معادل خواهد بود با عدد نازل ۳.۵ یا نازل ۴.

توجه توجه : به منظور جلوگیری از ورود ذرات معلق و ناخالصی های موجود در سوخت های مایع به نازل مشعل ها و نتیجتا تغییر مقدار و زاویه و نوع پاشش سوخت یا حتی بسته شدن احتمالی اوریفیس پاشش سوخت مایع نازل، لازم است فیلتر سوخت (فیلتر گازوئیل برای مشعل های گازوئیل سوز و فیلتر مازوت برای مشعل های مازوت سوز) قبل از ورود سوخت به نازل تعبیه گردد.