Теплообмінник

Реферат: Теплообмінник для утилізації теплоти відхідних димових газів і нагріву газу (повітря опалення) який включає підвідні та відвідні димопроводи гарячого диму та газів, які треба підігріти, причому він включає 4 коаксіально розташованих груби: центральну з діаметром D, через яку в теплообмінник вводяться гарячі димові гази і яка має на боковій поверхні робочої висоти отвори з діаметром d=(0,01…0,02)D, розташовані коридорно з кроком t/d=6…7,5, а також включає другу - проміжну суцільну трубу, яка розташована від центральної труби на відстані D/d=6…7 в бік зростання діаметра елементів теплообмінника, а також має третю трубу з такими ж отворами і з таким же їх розташуванням, як на центральній трубі, і розташовану від другої суцільної труби на відстані ΔD/d=6…7, причому теплообмінник закривається четвертою суцільною трубою - кожухом, який відстоїть від третьої труби з отворами на відстані AD/d=6…7. UA 115134 U (12) UA 115134 U UA 115134 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить чорної металургії, енергетики та може бути застосована в кольоровій, нафтопереробній промисловостях та виробництві будівельних матеріалів і т. ін. Відома піч струминного нагріву, в якій для підігріву металу склепіння має сопловий апарат, через який до виробів вдуваються під кутом 90° димові гази. Загальними рисами вказаної печі та корисної моделі, що заявляється є наявність соплового апарату, через який гази атакують поверхню тіл, що нагріваються або охолоджуються - В.М. Шипилов. Автореферат диссертации на па соискание ученой степени к.т.н. "Исследование струйного нагрева и охлаждения металла". - Ивановский энергетический институт, 1975. - С. 6, 13, 16, 17, 21, 23-26. Недоліком аналога є виконання отворів у сопловому апараті у вигляді лише прямокутників і відсутність даних для отворів у вигляді кола. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є камерна піч струминного нагріву, у склепінні якої виконано сопловий апарат з отворами у вигляді кола, через які атакуючі струмені обробляють теплом поверхню виробів (патент Японії № 55-85954, 1980 р. - прототип). Загальними рисами прототипу та корисної моделі, що заявляється, є наявність соплового апарату, з якого атакуючі струмені витікають на поверхню металу, який підлягає тепловій обробці. Недоліком прототипу є відсутність рішення при застосуванні струминного апарату з атакуючими струменями для теплообмінників: рекуператорів, регенераторів і т. ін. В основу корисної моделі поставлено задачу: утилізувати теплоту відхідних димових газів для підігріву компонентів спалення (повітря, доменного газу), які йдуть на опалення доменних повітронагрівачів, щоб досягти температуру під куполом до 1350 °C без застосування природного газу на збагачення доменного. Поставлена задача вирішується тим, що теплообмінник для утилізації теплоти відхідних димових газів і передачі її компонентам спалення, який включає трубопроводи підводу та відводу теплоносіїв від теплообмінників, а також включає теплові труби (термосифони), теплообмінник оснащено трубками з отворами (сопловими апаратами), при цьому всі теплообмінні елементи теплообмінника розташовуються по колам: по всім непарним колам, відлічуючи від кожуха теплообмінника розташовані труби з отворами (сопловими апаратами), а по всім парним колам - теплові труби (термосифони), причому осі теплових труб (термосифонів) та труб - соплових апаратів, які, чергуючись між собою, знаходяться на одній осі симетрії в плані, є одночасно й осями симетрії для отворів на поверхні теплових труб (термосифонів); отвори у трубах - соплових апаратах - розташовані по їх висоті з кроком S=(6-7,5)d (d - діаметр отворів), а відстань X від зрізу отворів до поверхні теплової груби (термосифону) складає (6-7)d. Причинно-наслідковий зв'язок між основними співвідношеннями розмірів пристрою полягає в наступному: отвори у трубах - соплових апаратах розташовані по їх висоті з кроком S=(6-7,5)d (d - діаметр отворів), а відстань X від зрізу отворів до поверхні теплової труби (термосифону) складає (6-7)d. При цьому, якщо S7,5d, то залишаються на поверхні теплових труб (термосифонів) між місцями удару струменів місця, які струменями не обробляються. Якщо ж X7d, то будуть перевитрати потужності на подачу струменів до поверхні теплових труб (термосифонів). Вказані дані одержані шляхом розрахунків та фізичного моделювання. На кресленні представлений теплообмінник з тепловими трубами для нагріву компонентів спалення теплом відхідних димових газів. На кресленні: 1 - вхідний патрубок випарювача; 2 - вільний простір випарювача;3 - трубки з отворами (соплові апарати) випарювача; 4 - отвори; 5 - теплові груби (термосифони); 6 - вихідні патрубки випарювача; 7 - вхідний патрубок конденсатора; 8 - вільний простір конденсатора; 9 - трубки з отворами (соплові апарати) конденсатора; 10·- отвори; 11 - вихідні патрубки конденсатора; 12 - кожух. 1 UA 115134 U 5 Теплообмінник працює наступним чином. Відхідні димові гази із загального борова повітронагрівачів надходять у центральну трубу 1 теплообмінника і, витікаючи з її отворів, атакують під прямим кутом теплообмінну поверхню другої - суцільної проміжної труби 2, віддаючи теплоту газу (повітрю). Другий бік вказаної труби 2 атакують газові струмені холодного газу, які витікають з простору між третьою трубою 3 з отворами і четвертою глухою суцільною трубою (кожухом) 4. Вказані струмені знімають теплоту з поверхні проміжної другої суцільної труби 2 і виходять з теплообмінника через вихідні штуцери підігрітого газу 5. Холодний газ заходить в теплообмінник через вхідні штуцери холодного газу 6. Відхідні димові гази виходять з теплообмінника через штуцери 7 відхідних димових газів. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Теплообмінник для утилізації теплоти відхідних димових газів і нагріву газу (повітря опалення), який включає підвідні та відвідні димопроводи гарячого диму та газів, які треба підігріти, який відрізняється тим, що він включає 4 коаксіально розташованих груби: центральну з діаметром D, через яку в теплообмінник вводяться гарячі димові гази і яка має на боковій поверхні робочої висоти отвори з діаметром d=(0,01…0,02)D, розташовані коридорно з кроком t/d=6…7,5, а також включає другу - проміжну суцільну трубу, яка розташована від центральної труби на відстані D/d=6…7 в бік зростання діаметра елементів теплообмінника, а також має третю трубу з такими ж отворами і з таким же їх розташуванням, як на центральній трубі, і розташовану від другої суцільної труби на відстані ΔD/d=6…7, причому теплообмінник закривається четвертою суцільноют - кожухом, який відстоїть від третьої труби з отворами на відстані AD/d=6…7. 2 UA 115134 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева 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