Рециркуляційна установка для аеродинамічного нагрівання

1. Рециркуляційна установка для аеродинамічного нагрівання, що містить вентилятор з ротором, який має привод обертання і розміщений у порожнині, що сполучена з камерою нагрівання усмоктувальним і нагнітальним трубопроводами, а також додатковий аеродинамічний нагрівач, яка відрізняється тим, що додатковий аеродинамічний нагрівач виконаний у вигляді плоскої вихрової камери, закріпленої на кришці з отвором, що встановлена на вихідному торці розширеної частини C2 2 (19) 1 3 87356 4 також додатковий аеродинамічний нагрівач, устаПричинно-наслідковий зв’язок суттєвих ознак новлений на вихідному торці нагнітального трубовинаходу з технічним результатом, що досягаєтьпроводу у вигляді насадки з циліндричної обичайся, виявляється в наступному. ки, приєднаної тангенціально щодо нагнітаючого Нагнітальний трубопровід має вихідну частитрубопроводу, з розміщеною усередині її направну, що розширюється, зробленою із двох частин ляючою циліндричною трубою. На кінці обичайки зрізаного конуса і циліндра. Вона діє як дифузор, встановлена діафрагма. При витіканні повітря з що сприяє рівномірному розподілу повітря по танциліндричної обичайки утворюються два повітрягенціальним щілинам бічній циліндричній поверхні них потоки, що мають вигляд спіралей, у яких поля додаткового нагрівача і створенню в обсязі вихрошвидкостей і статичних тисків, нерівномірні у пової камери симетричних повітряних потоків повітря перечному перерізі, що призводить до турбулізації у вигляді спіралей. потоків і переходу кінетичної енергії потоків у тепПустотілий конус, закріплений на суцільному лову енергію усередині камери (А.с. СРСР диски вихрової камери, з вершиною спрямованою №1755016 А1, кл. F24H3/02, опубл. 15.08.92). у бік ротора, сприяє також упорядкуванню потоків Загальними ознаками найближчого аналога і повітря і направленню їх у щільові отвори на бічній установки, що заявляється, є наявність вентиляциліндричній поверхні камери. тора з ротором, який має привод обертання і розЕлектромагнітний клапан, що керується за доміщений у порожнині, що сполучається з камерою помогою реле часу, використовується для закритнагрівання усмоктувальним і нагнітальним труботя центрального отвору у кришці вихрової камери проводами, а також додаткового аеродинамічного з метою гальмування потоку повітря. В результаті нагрівача. підвищення тиску при гальмуванні і інерційного Недоліком роботи цієї установки є низький руху газу в об'ємі камери утворюються кільця повіККД, що - складає лише 50-30 %. Це стається внатря, які спочатку чинять опір зростаючому тиску, слідок втрати 40-66% споживаної вентилятором перетворюючись далі у лавиноподібний, спрямопотужності при нагріванні повітря в додатковому ваний до осі потік. Цей процес супроводжується s аеродинамічному нагрівачі. Направляюча циліндстрибкоподібним виділенням тепла та різким парична труба утворює великий аеродинамічний опір дінням тиску. потоку, що виходить з нагнітального трубопровоПереточна труба, що поєднує нагнітальний і да. В той же час, перетворення кінетичної енергії усмоктувальний трубопровід, перешкоджає виникпотоку у теплову відбувається в незначному стуненню резонансних коливань потоку газу, які з'явпені через низьку турбулізацію. ляються під час закриття клапаном отвору на криВ основу винаходу поставлене завдання удошці нагнітаючого трубопровода. сконалити конструкцію рециркуляційної установки На фіг. 1 представлена рециркуляційна устадля аеродинамічного нагрівання шляхом зміни новка для аеродинамічного нагрівання, яка має конструкції додаткового аеродинамічного нагріваплоску вихрову камеру з електромагнітним клапача для підвищення ККД. ном, вид збоку і переріз А-А. На фіг.2 - вид устаноПоставлене завдання вирішується за рахунок вки зверху. того, що рециркуляційна установка для аеродинаРециркуляційна установка для аеродинамічномічного нагрівання, що містить вентилятор з ротого нагрівання містить вентилятор 1 з ротором, який ром, який має привод обертання і розміщений у має привод від електродвигуна 2, нагнітальний порожнині, що сполучається з камерою нагрівання трубопровід 3, усмоктувальний трубопровід 4. Наусмоктувальним і нагнітальним трубопроводами, а гнітальний трубопровід у кінцевій частині має розтакож додатковий аеродинамічний нагрівач, згідно ширення у вигляді усіченого конуса 5, що перехоз винаходом, додатковий аеродинамічний нагрівач дить у циліндр 6, який закривається з його вихідної виконаний у вигляді плоскої вихрової камери, заторцевої частини кришкою 7 з центральним отвокріпленої на кришці з отвором, яка встановлена на ром 8. Додатковий аеродинамічний нагрівач, виковихідному торці розширеної частини нагнітального наний у вигляді плоскої вихрової камери, утворетрубопроводу, що складається із двох частин ний зі сторонни ротора суцільним диском 9, з іншої зрізаного конуса і циліндра, при цьому отвір кришсторони кришкою 7 з центральним отвором 8, а з ки через визначені проміжки часу закривають і боків товстостінним кільцем 10 з рівномірно розвідкривають електромагнітним клапаном, що керуташованими по його бічній циліндричній поверхні ється за допомогою реле часу. Вихрова камера отворами 11 у вигляді щілин, виконаними по висоті утворена з боку ротора суцільним диском, з іншого камери в тангенціальному напрямку до внутрібоку - кришкою з центральним отвором, а бічна шньої поверхні кільця (див. переріз А-А). Диск 9 з циліндрична поверхня - товстостінним кільцем з боку ротора має направляючий пустотілий конус рівномірно розподіленими по його периметру 12. Отвір 8 для виходу газу з вихрового апарата отворами у вигляді щілин, виконаними в тангенціможе закриватися за допомогою запірного клапана альному напрямку до внутрішньої поверхні кільця. 13, що приводиться в дію електромагнітом 14, заСуцільний диск вихрової камери з боку ротора має кріпленому на П-подібній скобі 15. Електромагніустановлений сувісно з ним направляючий пустотом керує реле часу 16. Для перетікання газу між тілий конус, вершина якого спрямована у бік ротонагнітальним і усмоктувальним трубопроводами ра. Додатково установка має переточну трубу, що призначена переточна труба 18 з регулюючою з'єднує трубопровід нагнітання газу перед входом заслінкою 19. у вихровий апарат з усмоктувальним трубопровоРециркуляційна установка для аеродинамічнодом. го нагрівання працює наступним чином. При включенні електродвигуна 2 ротор вентилятора 1 при 5 87356 6 ходить в обертання і повітря при цьому починає вуючи до осі потоку з усе зростаючою швидкістю. надходити через усмоктувальний трубопровід з Тому що між струменями повітря при цьому є тероб'єму приміщення 17, що обігрівається. тя, поряд з різким падінням тиску в напрямку осі Повітря, що нагнітається ротором, надходить кільця 10, процес буде супроводжуватися стрибчерез трубу 3 у розширення 5, далі на направляюкоподібним виділенням тепла. чий конус 12 і спрямовується в кільцевий зазор між Просування повітря до осі потоку переривациліндром 6 і товстостінним кільцем 10. На тангеється відцентровою силою, що зростає при збільнціальних отворах 11 у вигляді щілин повітря рівшенні швидкості обертання кільцевих газових номірно розподіляється по периметру кільця 10, струменів. Після виходу на максимум температури утворюючи всередині його вихровий повітряний в середині обертового повітряного потоку з кільцепотік. Вихід вихрового повітряного потоку відбувавими лініями струменів, час досягнення якого від ється через отвір 8. Коли реле часу 16 розриває моменту закриття вихідного отвору визначається електричний сигнал електромагнітний клапан 14 заздалегідь експериментальним шляхом, подаєтьзнеструмлюється і запірний клапан 13 під дією ся напруга на електромагнітний клапан 14 через пружини захлопує отвір 8 для виходу повітря. Щоб реле часу 16, сердечник запірного клапана 13 утяпри такій швидкій зміні витрати повітря з боку нагується, переборюючи опір пружини, отвір 8 для гнітальної сторони вентилятора не одержати в виходу повітря відкривається і вихрова камера системі стійких резонансних коливань (явище починає продуватися. Підігріте повітря при цьому помпажа) передбачена робота ротора вентилятонадходить у об'єм 17, що обігрівається. ра таким чином, що він на час закриття вихідного Описані стадії нестаціонарних процесів повтоотвору 8 починає працювати сам на себе, тобто в рюють далі через визначені заздалегідь обрані його усмоктувальний трубопровід 4 починає надпроміжки часу. ходити повітря з нагнітального трубопроводу 3 по Пристрій працює в імпульсному режимі, нагріпереточній трубі 18. Кількість переточного повітря ваючи в підсумку повітря безупинним шляхом. регулюється заслінкою 19. У обсязі вихрової камеТака рециркуляційна установка дозволяє підри після закриття вихідного отвору через припивищити ефективність нагрівання за рахунок збільнення руху повітря через стік починає формуватишення частки тепла, що виділяється в додатковося кільцева газова структура. Згодом тиск повітря му аеродинамічному нагрівачі. На нагрівання перед входом у отвори 11 кільця 10 буде зростати. повітря в додатковому аеродинамічному нагрівачі Вищезгадані кільця газу, що утворилися, спочатку витрачається до 80-85% споживаної вентилятором чинять опір зростаючому тиску повітря на перифепотужності. Збільшення зазначеного тепла досягарії вихрової камери своїм динамічним тиском. Але ється шляхом виконання додаткового нагрівача у як тільки приблизно половина цього первісного вигляді плоскої вихрової камери, що продувається тиску буде перетворена в статичний тиск, кільця газовим потоком, який переривається періодично повітря почнуть м'ятися, лавинообразно спрямоза допомогою електромагнітного клапану. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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