Водогрійний котел “колві”

1 Водогрійний котел, що містить водяний бак, через який проходять жарові труби, що з'єднують камеру спалювання палива з витяжною димовою трубою, який відрізняється тим, що жарові труби усередині забезпечені виступами в вигляді шипів 2 Водогрійний котел за п 1, який відрізняється тим, що виступи розташовані симетрично відносно площин, що проходять через осі жарових труб 3 Водогрійний котел за пп 1, 2, який відрізняється тим, що виступи виконані з відносною висотою d/D=0,85-0,99, де d - відстань між протилежними площинами, в яких розташовані вершини виступів, D - внутрішній діаметр гладкої труби 4 Водогрійний котел за пп 1-3, який відрізняється тим, що виступи виконані з відносним кроком по жаровій трубі t/D=0,2-1,0, де t - крок між виступами 5 Водогрійний котел за пп 1-4, який відрізняється тим, що виступи виконані з співвідношенням розмірів а/Ь=0,5-5,0, де а - розмір виступів подовж труби, b - розмір виступів поперек труби Винахід стосується систем опалення і може знайти застосування для опалення і гарячого водозабезпечення житлових будинків і промислових споруд Відомий водогрійний котел ВКШ "Україна", який містить жарові труби, оточені водяним баком, розташованим над камерою згорання (патент Роси №2032128 кл F24 Н 1 / 28, F23 D 5 / 04 за 1995 рік) В ньому в жарових трубах вставлені гвинтові подовжувані шляху газового потоку Суттєвим недоліком конструкції цього котла є складність його конструкції із-за наявності додаткових вузлів в жарових трубах, що приводить до підвищення його вартості та пониження надійності роботи Відомий водогрійний котел, який містить водяний бак, через який проходять жарові труби, що з'єднують камеру спалювання палива з витяжною димовою трубою (авторське свідоцтво СРСР №1095882 кл F24 Н 1 / 28 за 1984 рік) Суттєвим недоліком цього котла є його низький коефіцієнт корисної дії через великий термічний опір наявного тонкого пристінного шару газового потоку біля стінок жарової труби і недостатню турбулентність вільноконвекційного потоку для руйнування цього шару В основу винаходу поставлена задача удосконалення водогрійного котла шляхом обладнання жарових труб турбулізаторами в вигляді виступів усередині цих труб, оптимізаци конструкції виступів і їх розташування в трубі За рахунок вище згаданого забезпечити інтенсифікацію теплообміну між нагрітим газовим потоком і жаровою трубою, через яку передається теплота воді, і підвищити коефіцієнт корисної дії котла Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в водогрійному котлі, який містить водяний бак, через який проходять жарові труби, що з'єднують камеру спалювання палива з витяжною димовою трубою, жарові труби усередині забезпечені виступами в вигляді шипів Виступи розташовані симетрично відносно площин, що проходять через осі жарових труб Виступи виконані з відносною висотою d / D = 0,85 - 0,99, де d - відстань між протилежними площинами, в яких розташовані вершини виступів, D внутрішній діаметр гладкої труби Виступи виконані з відносним кроком по жаровій трубі t / D = 0,2 - 1,0, де t - крок між виступами Виступи виконані з співвідношенням розмірів а / b = 0,5 - 5,0, де а - розмір виступів подовж труби, b - розмір виступів поперек труби Забезпечення труб виступами турбулізує потік і інтенсифікує теплообмін (див , наприклад, Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок Н Д Грязнов, В М Епифанов, ВЛ Иванов, ЭА Манушин ГО (О Ю (О 46563 М Машиностроение, 1985, с 97 - 102 або Л М Коджень підвищення коефіцієнта теплопередачі і валенко, А Ф Глушаков Теплообменники с интенпідвищення коефіцієнта корисної дії котла в діапасификацией теплоотдачи -М Энергоатомиздат, зоні швидкостей потоку димових газів 0,1 - 5,0 м/с 1986, с 158- 160) Але кільцеві виступи, які набуКонкретне значення а / b вибирається виходячи із ли значного поширення в теплообмінниках, де результатів експериментальних досліджень залезабезпечена достатня турбулізація потоку тепложності коефіцієнта теплопередачі від співвідноносія, наприклад, за допомогою вентилятора, для шення габаритних розмірів виступів а / b котлів з вільною конвекцією димових газів не даТаким чином, досягається очікуваний ють очікуваного підвищення теплопередачі із-за технічний результат, а саме підвищення теплопезначної ламшарності потоку і появи із-за цього редачі від потоку димових газів до жарових труб і застійних зон, які є додатковим термічним опором зростання коефіцієнта корисної дії котла Виконання виступів у вигляді просторово На фіг 1 зображено схематично водогрійний розділених одиночних шипів створює в трубі газові котел "Колві", а на фіг 2 його жарова труба з вихри як в напрямі руху газу паралельно осі труби, внутрішніми виступами з двох діаметрально протак і в напрямі перпендикулярному осі Як показутилежних сторін ють експериментальні дослідження, взаємодія цих Котел, що зображений на фіг 1, містить в собі збуджень турбулізує приповерхневий шар корпус 1 з камерою 2 спалювання палива, водяний сильніше, ніж кільцеві виступи Внаслідок цього бак 3, наповнений водою 4, з фланцем 5 входу підвищується теплопередача і зростає коефіцієнт води і фланцем 6 виходу підігрітої води, витяжну корисної дії котла димову трубу 7 В бак 3 встановлені, наприклад, шляхом зварювання жарові труби 8 з виступами 9, Розташуванням виступів симетрично відносно які зображені на фіг 2 КІЛЬКІСТЬ жарових труб виплощин, що проходять через осі жарових труб, значається потужністю котла Жарові труби виговибором КІЛЬКОСТІ виступів і їх кутовим розподілом товлені із рівної труби, на якій шляхом зовнішньої в полярній системі координат, забезпечують рівдеформації за допомогою спеціального пресового номірну турбулізацію газового приповерхневого пристрою зроблені внутрішні виступи 9 рівної вишару по поверхнях жарових труб Цим досягається соти При цьому, виступи виконані з відносною підвищення коефіцієнта теплообміну між газовим висотою d / D = 0,85 - 0,99, з відносним кроком по потоком і жаровою трубою, тобто підвищення кожаровій трубі t / D = 0,2 - 1,0, з співвідношенням їх ефіцієнта корисної дії котла габаритних розмірів а / b = 0,5 - 5,0 Виконання відносної висоти виступів d / D в діапазоні 0,85 - 0,99 і відносного їх кроку по жаровій трубі t / D в діапазоні 0,2 - 1,0 обумовлене тим, що в цих діапазонах, як підтверджують результати попередніх експериментів, ріст теплопередачі випереджає ріст гідравлічного опору, що підвищує коефіцієнт корисної дії котла Конкретне значення d / D і t / D вибирається виходячи із результатів експериментальних досліджень залежності коефіцієнта теплопередачі від відносної висоти виступів і відносного кроку Виконання виступів осесиметричними, причому, з орієнтацією їх осей як паралельно, так і перпендикулярно осям жарових труб, полегшує практичне здійснення рівномірної турбулізації приповерхневого газового шару по поверхні жарових труб в зв'язку з можливістю упорядкування взаємодії взаємно перпендикулярних складових швидкості газового потоку Це зменшує площу поверхні з ламінарним потоком газового потоку, що підвищує ефективність теплообміну і приводить до зростання коефіцієнта корисної дії котла Діапазон співвідношення розмірів а / b = 0,5 5,0 забезпечує згідно з даними попередніх дослі Водогрійний котел "Колві", ЩО зображений на фіг 1, працює таким чином В камері спалювання палива 2 горить паливо, наприклад, природний газ Нагріте в результаті цього повітря разом з продуктами згоряння проходить через жарові труби 8 і виходить через витяжну димову трубу 7 в оточуючий простір Теплота від газового потоку передається через жарові труби 8 воді 4 в баку З Підігріта вода через вихідний фланець 6 поступає в систему опалення і (або) систему гарячого водозабезпечення, а в бак 3 поступає вода пониженої температури В жарових трубах 8 виступами 9 вихідний газовий потік турбулізується, за рахунок чого руйнується його пристінний ламінарний шар, підвищується коефіцієнт теплопередачі від газового потоку до жарових труб і зростає коефіцієнт корисної дії котла Таким чином, забезпечується очікуваний технічний результат, а саме збільшення коефіцієнта корисної дії котла Водогрійний котел "Колві" ФІГ 1 46563 v J Фіг. З Фіг 2 ФІГ. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71