Спосіб видалення окалини з гарячекатаних стальних смуг

Спосіб видалення окалини з гарячекатаних стальних смуг, що полягає у встановленні на поверхні смуги бульбашкового режиму кипіння, який досягається підвищенням тиску струменів води і контролюється за допомогою індукційної котушки, 3 теплоти в цьому випадку є досить велика теплота фазового переходу. При виході тріщини із зони впливу струменя тиск різко і сильно падає до атмосферного. У наслідок цього пара із тріщини під перепадом тисків виштовхується в оточуючий водою простір. Зі збільшенням тиску число активних центрів пароутворення зростає і парові бульбашки зливаються між собою, утворюючи суцільні парові стовпці. Все це сприяє турбулізації пристінного пограничного шару рідини і полегшенню тепловіддачі. Оскільки пара із тріщини виштовхується під досить високим тиском, то при бульбашковому режимі кипіння орієнтація поверхонь охолодження відносно сили тяжіння суттєво не впливає на тепловіддачу. Тому умови охолодження верхньої і нижньої поверхні смуги можна вважати однаковими. Вплив частоти коливань тиску на бульбашковий режим кипіння полягає в наступному. Коли тиск змінюється відносно повільно, бульбашка може утворитися, вирости до критичного розміру і відірватися від поверхні охолодження. Зі збільшенням частоти коливань тиску до величини, яка перевищує частоту утворення і відриву парових бульбашок, суттєвого підвищення тепловіддачі не відбувається. У пропонованому способі в залежності від марки сталі і властивостей окалини граничні значення амплітуди і частоти коливань тиску, які суттєво впливають на тепловіддачу, визначають по реакції електричного струму, наведеного в індукційній котушці. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: - фіг. 1 - схема утворення парових бульбашок у полях зміни тиску; - фіг. 2 - густина теплового потоку в залежності від частоти і амплітуди коливань тиску на поверхні смуги. Пропонований спосіб здійснюється наступним чином. Струмені води 1 витікають через сопла 2 і утворюють на поверхні смуги 3, яка рухається зі швидкістю Vм, поле зміни тиску (фіг. 1). Безпосередньо у зоні гальмування струменя тиск Рc на поверхні смуги максимальний і визначається тиском витікання води. За межами дії струменя тиск різко і сильно падає до атмосферного тиску Рат. У наслідок цього на поверхні смуги утворюється поле змінного тиску з максимальною амплітудою DР= 45676 4 Рс-Рат, частоту f коливань якого регулюють зміною швидкості Vм руху смуги або зміною відстані h між суміжними струменями (f = Vм/h, Гц). Для контролювання бульбашкового режиму кипіння через струмінь води пропускається електричний струм, який в момент генерації парових бульбашок 4 і періодичної зміни електричного опору на межі розподілу вода-окалина наводить в індукційній котушці 5 змінну складову електричного струму, по частоті й амплітуді якої визначають бульбашковий режим кипіння та інтенсивності тепловіддачі. Для з'ясування впливу частоти коливань тиску на тепловіддачу розглянемо індивідуальну тріщину 6, яка рухається зі швидкістю Vм і послідовно займає положення «а»-«б»-«в»-«г» (фіг. 1). У положенні «а» вода під досить високим тиском Рс заганяється у тріщину, стискаючи газову фазу. Проникаюча у тріщину порція води швидко випаровується, відводячи теплоту від стінок тріщини. У положенні «б», де тиск різко і сильно падає пара виштовхується із тріщини, і на її місце (у положенні «в») проникає нова порція холодної води, яка також випаровується і виштовхується із тріщини у положенні «г». таким чином, цикл зародження і відриву парових бульбашок на поверхні смуги буде повторюватися і далі, забезпечуючи досить високу інтенсивність тепловіддачі. Приклад. На фіг. 2 приведені результати експериментальних досліджень густини теплового потоку в залежності від перепаду DT температур поверхні Tw і середньої температури насичення Тнас.ср. при частоті коливань тиску: 1 ... 15 Гц; 2 ... 30 Гц і амплітуді коливань DР = 0,69 бар. Для порівняння нанесена залежність 3 стаціонарного кипіння при сталому надлишковому тиску Р = 2,07 бар. Дослідження показали доцільність охолодження поверхні у полях змінного тиску. Наприклад, при перепаді температур DТ = 20К і при частоті коливань тиску 30 Гц густина теплового потоку збільшується у » 2,0 рази, а при частоті коливань 15 Гц - майже в 2,5 рази, у порівнянні зі стаціонарним кипінням - 3. Застосування пропонованого способу дозволяє підвищити якість поверхні, що очищується, суттєво знизити витрати енергії на гідравлічне очищення, а також створити на поверхні смуги поле змінного тиску за допомогою стаціонарних струменів води, формування яких виконується найбільш просто. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 45676 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601