Апарат зануреного згоряння

Реферат: Апарат зануреного згоряння містить пальник із патрубками для подачі палива і повітря, приєднану до його нижньої частини камеру згоряння, виконану у вигляді сполучених через циліндричну ділянку дифузора та конфузора, циркуляційну трубу, розміщену навколо камери згоряння з кільцевим зазором, а також газорозподільний пристрій, нижня частина якого має плоску тарілчасту форму, а верхня частина виконана у вигляді зрізаного конуса, причому об'єм кільцевого зазору між камерою згоряння та циркуляційною трубою по висоті секціонований сепараційними решітками з шагом 150-200 мм, які виконані у вигляді сітчастих поверхонь або у вигляді колпачкових тарілок. UA 101002 U (54) АПАРАТ ЗАНУРЕНОГО ЗГОРЯННЯ UA 101002 U UA 101002 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для спалювання газу, в яких газоподібне паливо змішується з повітрям до зони горіння, а камера згоряння розташована під водою. Апарат може бути використаний для нагрівання або випарювання рідини в різних технологічних процесах і системах децентралізованого опалення. Відомий занурювальний пальник, який містить корпус з патрубками подачі палива і повітря і завихрювачем, камеру згоряння з вихлопною трубою і циркуляційну трубу, розташовану навколо камери згоряння з кільцевим зазором, з метою розширення діапазону стійкої роботи, камера згоряння виконана у вигляді двох усічених конусів, з'єднаних через циліндричну ділянку 3 більшими основами (А.с. 1219874 СССР, МКИ F23D 14/44. Погружная горелка [Текст] / А.Е. Еринов, А.С. Лукьянчиков, С.В. Дроздович, В.Ю. Никитин (СССР). - № 3748459/24-06; заявл. 06.06.84; опубл. 23.03.86, Бюл. № 11. - 186 с.). До недоліків відомого занурювального пальника слід віднести низький діапазон навантажень внаслідок підвищеного опору при руху продуктів згоряння та відкладення солей жорсткості в нижній частині вихлопного патрубка, що приводить до підвищення глибини занурення і, як наслідок, збільшення потрібного напору повітря. Найбільш близьким за результатом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є апарат зануреного згоряння, що містить пальник із патрубками для подачі палива і повітря, приєднану до його нижньої частини камеру згоряння, виконану у вигляді сполучених через циліндричну ділянку конфузора та дифузора, циркуляційну трубу, розміщену навколо камери згоряння з кільцевим зазором, а також газорозподільний пристрій, дифузор камери згоряння виконаний у вигляді системи n зрізаних конусів із кутами розкриття, що прогресивно збільшуються, та конуса сполучення дифузора з циліндричною частиною, а нижня, конфузорна, частина камери згоряння виконана у вигляді системи k сполучених зрізаних конусів, до нижнього з яких через перехідний циліндр приєднаний перфорований газорозподільний пристрій, нижня частина якого має плоску тарілчасту форму, а верхня частина виконана у 7 вигляді зрізаного конуса (Пат. 62018 Україна, МПК F23D 14/44. Апарат зануреного згоряння [Текст] / Сорока Б.С., Шандор П. (HU), П'яних К.Є., Андрієнко Д.В., Апальков А.П.; заявл. 23.07.01; опубл. 15.12.03, Бюл. № 12). До недоліків прототипу слід віднести те, що інверсія фаз відбувається однократно і основний теплообмін між контактуючими фазами газ-рідина проходить тільки на газорозподільному пристрою, що знижує ступінь тепломасообміну при роботі апарату занурювального згоряння. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення конструкції апарату зануреного згоряння, підвищення ефективності його роботи за рахунок збільшення інтенсивності теплообміну між газовою та рідинною фазою і підвищення сталості роботи апарату зануреного згоряння. Ця задача вирішується за рахунок того, що у відомому апараті зануреного згоряння об'єм кільцевого зазору між камерою згоряння та циркуляційною трубою по висоті секціонований сепараційними решітками з шагом 150-200 мм, які виконані у вигляді сітчастих поверхонь, або у вигляді колпачкових тарілок. Подовжній переріз апарату зануреного згоряння зображений на кресленні. Апарат містить пальник 1 із патрубком подачі повітря 2 і патрубком подачі палива 3, на якому встановлений газосопловий насадок 4, та співвісно встановленим гвинтом-завихрювачем 5. До нижньої частини корпуса приєднана камера згоряння 6, що складається з дифузора 7, циліндричної ділянки 8 і конфузора 9. Корпус пальника з'єднаний з камерою згоряння в найбільш вузькому перерізі - перетиску проточної частини. У конфузорі 9 по колу виконана система отворів 10. До конфузору приєднаний газорозподільний пристрій 11, який виконано з перфорованих конічної 12 і плоскої тарілчастої 13 ділянок. Навколо камери згоряння співвісно з нею встановлена циркуляційна труба 14, що утворює з нею кільцевий зазор 15 змінного перерізу, причому цей переріз мінімальний у верхній частині. Нижній зріз циркуляційного стакана 14 розташований нижче газорозподільного пристрою 11. До дифузора 6 камери згоряння 5 приєднаний запальний пальник 16. Кільцевий зазор між камерою згоряння та циркуляційною трубою по висоті секціонований сепараційними решітками 17, з шагом 150-200 мм, які виконані у вигляді колпачкових тарілок або сітчастих поверхонь з діаметрами отворів 5-7 мм, які як показують дослідження забезпечать коливання бульбашок в кільцевому зазорі апарату з частотою 50 Гц, внаслідок чого реалізується практично повний теплообмін. Нижня сепараційна решітка розташована на рівні вище перфорованої конічної ділянки 12 газорозподільного пристрою 11. В кожній секції циркуляційної труби, обмеженій сепараційними решітками або тарілками має місце інверсія фаз. 1 UA 101002 U 5 10 15 20 25 Відповідно до відкриття В.В. Кафарова, М.М. Бляхмана, А.М. Плановського на емульгаційний спосіб взаємодії газу та рідини в момент утворення двофазного потоку (емульсії) при барботуванні та в момент руйнації емульсії відбувається повний (100 %) масообмін між фазами. Саме це явище визначає інверсію фаз, коли фази обмінюються місцями - суцільна стає дисперсною, а дисперсна - суцільною. Безпосередньо на решітці або тарілці знаходиться газорідинний шар, в якому суцільною фазою є рідина, а дисперсною - газ. В об'ємі між газорідинним шаром та вище розташованою тарілкою в широкому діапазоні навантажень знаходиться сепараційна зона, в якій навпаки суцільною фазою є газ, а дисперсною - рідина. Фази, які контактують, з нижче розташованої секції в вище розташовану переміщуються внаслідок зриву рідини з поверхні газорідинного шару газовими потоками по осям отворів сепараційної решітки або тарілки внаслідок ефекту Бернуллі, який викликаний значним збільшенням швидкості газу і відповідним збільшенням швидкісного та зменшенням статичного напору по осям потоку. Таким чином в прямоточних газорідинних апаратах секціонованих по висоті решітками або тарілками в значному діапазоні швидкостей контактуючих фаз має місце інверсія фаз в кожній секції, що дає перевагу запропонованій конструкції в порівнянні з прототипом, який працює в режимі емульгування і в якому інверсія фаз відбувається однократно, тільки на газорозподільній решітці. Багатократна інверсія фаз в запропонованому пристрої дозволяє різко інтенсифікувати тепломасоперенос і численні технологічні процеси за рахунок ліквідації зворотного перемішування (по висоті циркуляційної труби) і створення на шляху контактуючих фаз зон ефективного контакту за рахунок проявлення так званих вхідних та кінцевих ефектів. Таким чином запропонований апарат зануреного згоряння забезпечує стійку роботу та збільшення ефективності за рахунок інтенсивності теплообміну між газовою та рідинною фазою і може бути використаний в хімічній, металургійній галузях, та комунальній сфері. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Апарат зануреного згоряння, що містить пальник із патрубками для подачі палива і повітря, приєднану до його нижньої частини камеру згоряння, виконану у вигляді сполучених через циліндричну ділянку дифузора та конфузора, циркуляційну трубу, розміщену навколо камери згоряння з кільцевим зазором, а також газорозподільний пристрій, нижня частина якого має плоску тарілчасту форму, а верхня частина виконана у вигляді зрізаного конуса, який відрізняється тим, що об'єм кільцевого зазору між камерою згоряння та циркуляційною трубою по висоті секціонований сепараційними решітками з шагом 150-200 мм, які виконані у вигляді сітчастих поверхонь або у вигляді колпачкових тарілок. 2 UA 101002 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3