Теплообмінний апарат

Реферат: UA 68042 U UA 68042 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплообмінної апаратури, зокрема до апаратів для нагрівання текучого середовища (рідини, газу, пару або їх суміші). Теплообмінні апарати з теплообмінними елементами, від яких відбувається нагрівання текучого середовища, є одними з найрозповсюджених в хімічній, харчовій, теплоенергетичній та інших галузях промисловості [Теплові процеси та апарати хімічних і нафтопереробних виробництв. Розділ II. Теплові апарати та установки: навч. посіб. / Ю.Ю. Лукач, І.О. Мікульонок, В.Л. Ракицький, Г.Л. Рябцев. - К.: НМЦВО, 2004. - С. 32-43]. Теплообмінні елементи таких апаратів виконують у вигляді трубок, пластин, змійовиків. Основний недолік таких апаратів потреба в другому теплоносієві, а також значний термічний опір теплопередачі між двома теплоносіями з боку теплообмінних елементів. Найближчим до пропонованого технічного рішення є теплообмінний апарат, що містить теплообмінні елементи і штуцери для підведення в них і відведення з них теплоносія [там же, С. 32, рис. 1.19]. Недолік цього апарата притаманний усім контактним теплообмінним апаратам, процес теплопередачі в яких здійснюється крізь стінку теплообмінних елементів: потреба в наявності другого теплоносія, а також значний термічний опір теплопередачі. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення теплообмінного апарата, в якому його нове конструктивне виконання забезпечує не лише можливість відмови від другого теплоносія, але й потрібний температурний режим оброблення цільового теплоносія. Поставлена задача вирішується тим, що в теплообмінному апараті, що містить теплообмінні елементи і штуцери для підведення в них і відведення з них теплоносія, згідно з корисною моделлю новим є те, що теплообмінні елементи виконано з магнітного матеріалу з точкою Кюрі, що відповідає температурі перебігу процесу теплообміну, а ззовні теплообмінних елементів змонтовано котушку індуктивності. У найприйнятніших прикладах виконання апарата котушку індуктивності виконано у вигляді окремих секцій, розміщених вздовж теплообмінних елементів, а теплообмінні елементи виконано у вигляді закріплених у трубних решітках трубок, розміщених всередині корпуса, виконаного з немагнітного теплоізоляційного матеріалу. Виконання теплообмінного апарата із зазначеними відмітними ознаками забезпечує рівномірний і стабільний за величиною і в часі нагрів теплообмінних елементів по всій їх поверхні (температура елементів при цьому відповідає точці Кюрi матеріалу, з якого виготовлено елементи). Так, після підключення котушки індуктивності до джерела електричного струму феромагнітні теплообмінні елементи внаслідок індукції нагріваються. При досягненні ними температури, що відповідає точці Кюрі матеріалу елементів, зазначені елементи втрачають магнітні властивості, внаслідок чого вони перестають нагріватися. За подальшого поступового охолодження вони знову набувають магнітних властивостей і знову починають нагріватися. Таким чином підтримується постійна температура елементів, а отже і оброблюваного в апараті теплоносія. Виконання котушки індуктивності у вигляді окремих секцій, розміщених вздовж теплообмінних елементів, забезпечує можливість ефективного нагрівання теплоносія залежно від його початкової температури і витрати підключенням або відключенням окремих секцій котушки індуктивності. Виконання же теплообмінних елементів у вигляді закріплених у трубних решітках трубок, розміщених всередині корпуса, виготовленого з немагнітного теплоізоляційного матеріалу, не лише забезпечує вільне проходження електромагнітних хвиль крізь корпус, а й запобігає втратам теплоти в навколишнє середовище. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено трубчастий теплообмінний апарат, поздовжній розріз. Теплообмінний апарат містить корпус 1, виконаний з немагнітного теплоізоляційного матеріалу, закріплені у трубних решітках 2 і 3 трубок теплообмінні елементи 4 і штуцери для підведення 5 у них і відведення 6 з них теплоносія. Теплообмінні елементи 4 виконано з магнітного матеріалу з точкою Кюрі, що відповідає температурі перебігу процесу теплообміну, а ззовні теплообмінних елементів 4 змонтовано котушку індуктивності 7. Котушку індуктивності 7 може бути виконано у вигляді окремих секцій 8, розміщених вздовж теплообмінних елементів 4 (креслення). Теплообмінний апарат працює в такий спосіб. Під час роботи апарата теплоносій, що потребує нагрівання, надходить у штуцер 5, розподіляється по теплообмінних елементах 4 і крізь штуцер 6 видаляється з апарата (див. креслення). Після підключення котушки індуктивності 7 до джерела електричного струму (не показано) теплообмінні елементи 4 внаслідок індукції нагріваються. При досягненні ними 1 UA 68042 U 5 температури, що відповідає точці Кюрі матеріалу елементів 4, зазначені елементи втрачають магнітні властивості, внаслідок чого вони перестають нагріватися. За подальшого поступового охолодження вони знову набувають магнітних властивостей і знову починають нагріватися, що забезпечує стабільні умови нагрівання оброблюваного в апараті теплоносія. Виконання котушки індуктивності 7 у вигляді окремих секцій 8 забезпечує можливість ефективного нагрівання теплоносія підключенням або відключенням зазначених секцій 8. Виконання же корпуса 1 з немагнітного теплоізоляційного матеріалу забезпечує вільне проходження електромагнітних хвиль крізь корпус і запобігає втратам теплоти в навколишнє середовище. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Теплообмінний апарат, що містить теплообмінні елементи і штуцери для підведення в них і відведення з них теплоносія, який відрізняється тим, що теплообмінні елементи виконано з магнітного матеріалу з точкою Кюрі, що відповідає температурі перебігу процесу теплообміну, а ззовні теплообмінних елементів змонтовано котушку індуктивності. 2. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що котушку індуктивності виконано у вигляді окремих секцій, розміщених вздовж теплообмінних елементів. 3. Апарат за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що теплообмінні елементи виконано у вигляді закріплених у трубних решітках трубок, розміщених всередині корпуса, виконаного з немагнітного теплоізоляційного матеріалу. Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2