Расчет инжекционных горелок среднего давления (рис. 1.2) с полным предварительным смешением газа и воздуха производится аналогично расчету горелок низкого давления, но в другой последовательности.
Для расчета необходимы следующие данные:
а) характеристики топлива или состав газа в процентах к объему;
б) производительность горелки (максимальная и минимальная), м3/ч;
в) коэффициент расхода воздуха.
Расчет сводится к определению конструктивных элементов горелки, т.е. к определении размеров кратера, диффузора, горловины, конфузора, сопла и туннеля.
Рисунок 1.2 - Расчетная схема инжекционной горелки среднего давления
ОВ- охлаждающая вода; НВ – нагретая вода.
Расчет инжекционной горелки среднего давления проводится в следующей последовательности (при известных характеристиках топлива):
1) Действительное количество воздуха Vд, (м3/м3), при коэффициенте расхода воздуха α = 1,03- 1,1 определяется по формуле
 ,
| (1.28) |
2) Задаются скоростью истечения газовоздушной смеси из горелки Wкр, м/с, температурой смеси на выходе из кратера tкр, ºС и по формулам (1.29) и (1.30) вычисляют площадь кратера fкр, м2, и диаметр кратера dкр, м.
 ,
| (1.29); |
 ,
| (1.30), |
где Wкр - минимально допустимая скорость истечения газовоздушной смеси из горелки, м/с. Для природного газа Wкр = 10-20 м/с, а для газов с высокой скоростью распространения пламени (коксовый газ и другие) Wкр = 15-30 м/с. Но эти скорости берутся в том случае, если газовоздушная смесь вытекает либо в керамический туннель, либо на раскаленные керамические тела; в общей случае (при работе без стабилизаторов) минимально допустимая скорость истечения газовоздушной смеси из горелки Wкр = 6 м/с, так как иначе произойдет отрыв пламени от устья горелки и угасание факела;
tкp - температура газовоздушной смеси на выходе из кратера, °С, если кратер не охлаждается (воздушное охлаждение) - tкp =130°С, охлаждается водой - tкp =50°С.
3) Вычисляется сечение fд, м2, и диаметр dд, м, выходного конца диффузора
 ,
| (1.31) |
 ,
| (1.32) |
4) Находим диаметр горловины dг, (м), по формуле
 ,
| (1.33) |
5) Производится проверка баланса энергии
а) Определяем скорость газовоздушной смеси 
, м/с, по формуле
| (1.34) |
где tсм – температура газовоздушной смеси на выходе из отверстий, ºС; принимается равной температуре воздуха в помещении, ºС.
б) Определяются затраты энергии на создание скорости инжектируемого воздуха Ев, кДж
| (1.35) |
где n – объемная кратность инжекции; принимается равной V д;
- плотность воздуха при температуре воздуха в горловине горелки, кг/м3.
в) Определяются затраты энергии на изменение скорости струи газа в горловине горелки Ег, кДж
| (1.36) |
где 
- скорость газа на выходе из сопла, м/с; определяется по формуле
 ,
| (1.37) |
где 
- плотность газа, кг/м3.
г) Определяются затраты энергии в диффузоре Ед, (кДж), по формуле
 ,
| (1.38) |
где Wд – скорость движения газовоздушной смеси на выходе из диффузора, м/с; определяемая по формуле
 ,
| (1.39) |
где tсм – температура газовоздушной смеси в горловине горелки, 0С;
ρсм – плотность газовоздушной смеси, кг/м3, в выходном сечении диффузора
 ,
| (1.40) |
η – коэффициент полезного действия диффузора, зависящий от отношения dг/dд; при dг/dд=0,55 принимается 0,8, а при dг/dд=0,65 принимается 0,75.
д) Определяются затраты энергии в насадке Ен, кДж 
 ,
| (1.41) |
е) Определяются затраты энергии в кратере горелки Екр, (кДж)
 ,
| (1.42) |
где ρ - плотность газовоздушной смеси на выходе из кратера, кг/м3; определяется по формуле
 ,
| (1.43) |
ж) Определяется энергия струи газа, вытекающего из сопла Е, (кДж), по формуле
 ,
| (1.44) |
Проверка баланса энергии в горелке
 ,
| (1.45) |
Если условие (1.45) не выполняется, то задаются новым значением скорости в кратере и расчет повторяют.
6) Находим необходимое давление газа при минимальной нагрузке Рmin, (Па), по формуле
 ,
| (1.46) |
где mс - коэффициент расхода (см. табл.1.1). Для конического сопла приминается 0,9-0,95.
Чтобы найти максимальную производительность горелки, необходимо определить предел регулирования нагрузки, который показывает, при каком проценте производительности от расчетной работа горелки будет устойчивой. Предел регулирования определяется по формуле
 ,
| (1.47) |
где Рmax - максимально допустимое давление газа перед горелкой (величина давления берется из условия перегрузки в 3 раза), Па.
7) Определяется максимальная производительность горелки Vmax, (м3/ч), по формуле
 ,
| (1.48) |
Если максимальная производительность горелки равна или больше заданой, то расчет горелки среднего давления продолжают. В противном случае задаютс новой скоростью в кратере и расчет повторяют.
8) Определяются диаметры сопла dс, мм, и конфузора dк, мм, по формулам
 ,
| (1.49) |
 ,
| (1.50) |
к) Определяем длину горловины lг, мм, диффузора lд, мм, конфузора lк, мм, и кратера lкр, мм, по следующим формулам
 ,
| (1.51); |
 ,
| (1.52); |
 ,
| (1.53); |
 ,
| (1.54). |
где α – угол раскрытия диффузора, принимается во избежание отрыва струи от стенок диффузора равным 6-8º;
β – угол раскрытия конфузора, принимается 40-60º;
β1 – угол раскрытия кратера, принимается 30º.
л) Находим длину lт, мм, и диаметр dт, мм, туннеля по выражениям
 ,
| (1.55) |
 ,
| (1.56) |
Пример расчета инжекционных горелок приведен [2]