BE770571A - Dispositif de transfert de chaleur. - Google Patents

Dispositif de transfert de chaleur.

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BE770571A
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emi
heat
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heat exchanger
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description


   <EMI ID=1.1> 

  
de température entre la source de chaleur et l'élément qui 

  
récupère la chaleur, comme dans les générateurs de vapeur ou 

  
les chauffe-eau 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
c'est-à-dire qu'une proportion relativement élevée de l'énergie 

  
thermique est transférée au prix d'une dépense en énergie relativement faible pour actionner des souffleries des pompes et 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
brication difficile Ces agencements à ailettes sont également 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
combustion circulant aux vitesses que l'on rencontre dans les 

  
types usuels de chaudières . 

  
Les types classiques de chaudières qui n'utilisent pas

  
d'ailettes ou d'autres surfaces étendues de ce genre, sont rela- 

  
tivement coûteux et encombrants et la longueur moyenne des 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
'de la grande étendue de surface nécessaire pour un transfert de 

  
chaleur donné dans les chaudières classiques, il faut généralement ;

  
employer un grand nombre de joints dans le circuit d'eau, du 

  
fait que la longueur d'un tube d'eau à des températures élevées 

  
est limitée par des considérations de structure " 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
chaleur et une installation d'échange thermique présentant des  caractéristiques de compacité et de robustesse et un grand rende- 

  
ment dans le transfert de l'énergie thermique d'un gaz ayant une 

  
 <EMI ID=7.1>   <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
 <EMI ID=11.1> 

  
le gaz chaud peut être envoyé dans ces passages à des vitesses

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
Ces augmentations considérables de la vitesse par rapport à

  
 <EMI ID=15.1> 

  
commercialement,. dans de grandes installations fonctionnant sous haute pression et à température élevée selon l'invention, des

  
 <EMI ID=16.1>  .En outre, l'invention permet, de rendre plus efficace le <EMI ID=17.1> 

  
de section droite des passages sur tout*., leur longueur La tur-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1>   <EMI ID=20.1> 

  
la chaleur - des gaz chauds * _ ' - *

  
En outre, conformément à l'invention, pour un volume donne rempli de nombreuses sphères,- l'airé.totale des sphères varie

  
 <EMI ID=21.1>  ment inférieur au diamètre des tubes, on obtient un échangeur de chaleur dans lequel pratiquement toute la chaleur des gaz  .de combustion est. transférée sur une longueur de parcours qui  n'excède pas sensiblement l'espacement séparant des tubes  adjacents . Cet espacement, en général, ne dépasse pas sensiblement le diamètre des tubes et, en conséquence, la longueur du  parcours moyen des gaz chauds traversant la matrice doit être  <EMI ID=22.1> 

  
l'espacement moyen entre les tubes, selon que l'un ou l'autre . est plus grand . Une augmentation de la longueur du parcours  n'amena pratiquement aucun gain de transfert de chaleur entre les gaz chauds et la matrice, mais augmente la perte &#65533;e charge dans <EMI ID=23.1> 

  
traversant les passages pour des pertes de charge acceptables dans des types de chaudières pouvant être mises sur le marché ..  Dans de telles chaudières, construites seloi. l'invention, la 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
de courbure des parties de la surface des parois de passage qui sont courbes suivant deux directions . 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
de grande différence de température entre le gaz chaud qui

  
 <EMI ID=26.1>   <EMI ID=27.1> 

  
lorsque les tubes sont exposés directement aux produits chauds* ;  de la combustion, une grande vitesse de circulation des gaz peut entraîner des vibrations considérables des tubes et provoquer 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
Grâce à la rigidité de la construction des dispositifs : selon

  
 <EMI ID=29.1> 

  
températures élevées et réaliser de ce fait des performances- 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
matrice égalisent rapide-ment les gradients de. température dans 

  
la masse en réduisant -ainsi les efforts de tension inégaux qui  pourraient autrement provoquer des ruptures dans des chaudières 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
constituée de sphères liées entre elles et entourant des tubes.,  d'obtenir- un dispositif dans lequel, pour la construction de chau-- - <EMI ID=32.1> 

  
donnée, les parois des tubes étant en conséquence plus minces, tout en conservant une rigidité identique <3> ou même plus grande

  
 <EMI ID=33.1> 

  
moindre épaisseur, permettant pour une pression donnée d'utiliser 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
 <EMI ID=35.1> 

  
température intérieure des parois, qui est essentiellement déter-

  
 <EMI ID=36.1>  

  
 <EMI ID=37.1> 

  
la matrice .reste sensiblement exemple de dépôt de produits de

  
 <EMI ID=38.1> 

  
 <EMI ID=39.1>  <EMI ID=40.1>  <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
dépôts même pour des faibles, vitesses d'écoulement correspondant

  
 <EMI ID=44.1>  d'exemple et faite en se référant aux dessins annexas, sur  'lesquels : 

  
 <EMI ID=45.1>  

  
 <EMI ID=46.1>   <EMI ID=47.1> 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
plateau percé-de trous dans lesquels sont engagées les extrémités supérieures des tubes 11 qui y sont fixées par un moyen 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
est fixé de façon étanche au distributeur 14 dans une zone située

  
 <EMI ID=53.1> 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
tube d'admission 18 et l'autre d'un tube de sortie 19,ces tubes étant fixés d'une manière convenable. *. 

  
Au centre de l'appareil et dirigé de bas en haut, de la plaque

  
 <EMI ID=56.1> 

  
se trouve un brûleur 22 formé d'un écran cylindrique 23-fixé par 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
Pour accroître' la puissance de combustion supportée par la *

  
 <EMI ID=58.1> 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
placé autour de l'écran 23 du brûleur , Dans la variante parti-

  
 <EMI ID=60.1> 

  
brûleur est un peu inférieur au tiers du diamètre de la chambre

  
 <EMI ID=61.1> 

  
3 la moitié du diamètre de cette chambre .L'écran 26 est fixé  par des tiges 27 au plateau 14 et sa.partie supérieure est .- 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
extrémité, inférieure est appliquée contre un bloc inférieur 29 ' 

  
 <EMI ID=63.1> 

  
En cours de fonctionnement, l'écran réfractaire 26 devient  incandescent et rayonne la chaleur extérieurement vers la matrice. 

  
 <EMI ID=64.1>  

  
 <EMI ID=65.1> 

  
 <EMI ID=66.1> 

  
peut obtenir une combustion* efficace et complète à des vitesses 

  
 <EMI ID=67.1> 

  
 <EMI ID=68.1> 

  
bougie 40, est vissé dans la plaque -24 et fait saillie dans la 

  
 <EMI ID=69.1> 

  
matrice 10 ,- La dimension des ouvertures de l'écran 26 est assez

  
 <EMI ID=70.1> 

  
avec un réseau orthogonal de trous distribues à raison da un trou 

  
 <EMI ID=71.1> 

  
 <EMI ID=72.1> 

  
 <EMI ID=73.1> 

  
On gaz, provenant d'une source 53 reliée 1 un réseau public de distribution de gaz sous une pression de plusieurs centimètres 

  
 <EMI ID=74.1> 

  
 <EMI ID=75.1> 

  
 <EMI ID=76.1> 

  
 <EMI ID=77.1>  <EMI ID=78.1> 

  
et de la température du gaz chaud qui la traversa . En gênerai,  - on prévoit une longueur de parcours assez courte pour avoir  <EMI ID=79.1> 

  
 <EMI ID=80.1> 

  
à des fins de chauffage commercial ou domestique . A titre de

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
dières convectives dans -lesquelles on a classiquement des taux

  
 <EMI ID=83.1> 

  
liquide . 

  
Tl est possible d'obtenir des taux de transfert de chaleur

  
 <EMI ID=84.1> 

  
modèles pratiques de chaudière à haute pression pour des générateurs d'énergie du fait que les dimensions des tubes peuvent être

  
 <EMI ID=85.1> 

  
diamètre, ou moins, et de plusieurs dizaines de centimètres de longueur, la rigidité nécessaire $tant assurée par les tubes adja-
-cents qui sont en interconnexion avec les sphères pour former une <EMI ID=86.1> 

  
Dans ure telle matrice,; des tubes en acier au carbone ou enalliages d'acier; peu coûteux, ayant une épaisseur de paroi - 

  
 <EMI ID=87.1> 

  
installation d'échange de chaleur utilisant 1.'échangeur 50 qui 

  
 <EMI ID=88.1> 

  
2, la chaleur étant fournie par un mélange d'air et de gaz propulsé  <EMI ID=89.1> 

  
aux organes correspondants décrits en, relation avec la. Fig. 3 .  L'eau provenant, d'une conduite de distribution 56 est introduite

  
 <EMI ID=90.1> 

  
et de régulation, convenables, non représentés, et d'un tube

  
 <EMI ID=91.1> 

  
 <EMI ID=92.1> 

  
 <EMI ID=93.1> 

  
 <EMI ID=94.1> 

  
 <EMI ID=95.1> 

  
 <EMI ID=96.1> 

  
 <EMI ID=97.1> 

  
dans des procèdes industriels 

  
 <EMI ID=98.1>   <EMI ID=99.1> 

  
L'ensemble 22 du brûleur comprend un écran 23 qui pénètre 

  
 <EMI ID=100.1> 

  
 <EMI ID=101.1> 

  
variante, est légèrement supérieur au tiers du diamètre intérieurde l'espace délimité par la matrice ; le brûleur est alimenté - avec un mélange air-combustible.. par exemple par le ventilateur 

  
 <EMI ID=102.1> 

  
Il faut remarquer 'que dans la variante particulière qui  est illustrée ici, trois couches de sphères 13 sont représentées, bien que l'on puisse utiliser- un nombre plus ou moins grand de 

  
 <EMI ID=103.1> 

  
sphères 13 ne dépassent pas les cercles, intérieur ou extérieur,

  
 <EMI ID=104.1> 

  
cément s'adapte particulièrement à la production en grande quan-

  
 <EMI ID=105.1> 

  
 <EMI ID=106.1> 

  
corrosifs du gaz effluent, par exemple dans l'intervalle de 150-
200[deg.]C.. ' ' - 

  
Sur les Fig. 8, 9 et 10, est illustrée une autre variante- de.

  
 <EMI ID=107.1>   <EMI ID=108.1> 

  
adjacentes est approximativement égale au diamètre du-.tubé et pratiquement toute la chaleur est transférée à la matrice quand

  
 <EMI ID=109.1> 

  
 <EMI ID=110.1> 

  
 <EMI ID=111.1> 

  
 <EMI ID=112.1> 

  
chauffer .- La matrice délimite une enceinte centrale 12 servant 

  
 <EMI ID=113.1> 

  
 <EMI ID=114.1> 

  
 <EMI ID=115.1> 

  
d'allumage 4.Û d'un type connu quelconque -comme une. bougie pour 

  
 <EMI ID=116.1> 

  
goujon noyé dans la matrice et traversant la plaque 43, un écrou ' 
44 étant vissé sur le goujon de façon à porter centre la face 

  
 <EMI ID=117.1> 

  
 <EMI ID=118.1>  particulièrement utile dans des chaudières mobiles fonctionnant 

  
 <EMI ID=119.1> 

  
 <EMI ID=120.1> 

  
 <EMI ID=121.1> 

  
d'utilise= àes fluides comme un mélange de vapeur d'eau et de composés organiques ayant un coefficient de transfert de chaleur 

  
 <EMI ID=122.1> 

  
 <EMI ID=123.1> 

  
conduite et transférer simultanément la chaleur de vaporisation

  
 <EMI ID=124.1> 

  
exemple, sur la Fig. 9 illustrant une variante du mode de réalisa-

  
 <EMI ID=125.1> 

  
 <EMI ID=126.1> 

  
 <EMI ID=127.1> 

  
 <EMI ID=128.1> 

  
 <EMI ID=129.1> 

Claims (1)

  1. <EMI ID=130.1> une matrice comportant une conduite pour un fluide et des ;
    <EMI ID=131.1>
    <EMI ID=132.1>
    - vaut deux directions, et un dispositif pour envoyer le gaz dans <EMI ID=133.1>
    <EMI ID=134.1>
    ce que la longueur moyenne de ces passages est inférieure à vingt
    <EMI ID=135.1>
    <EMI ID=136.1>
    en ce que le gaz est formé par les produits de combustion
    <EMI ID=137.1>
    <EMI ID=138.1>
    <EMI ID=139.1>
    <EMI ID=140.1>
    <EMI ID=141.1>
    <EMI ID=142.1>
    tubes et les sphères étant de préférence métalliques
    - 14 ..Installation selon l'une quelconque des revendications 9 ou 13/ caractérisée en ce que le gaz est envoyé à travers-;- <EMI ID=143.1>
    15. Installation d'échange de chaleur selon la revendication 9, caractérisés en ce que la dimension transversale maximale
    <EMI ID=144.1>
    passages est sensiblement inférieure à la longueur moyenne de
    <EMI ID=145.1>
    16. Installation d'échange de chaleur caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice d'échange de chaleur dans laquelle ;
    sont aménagés une conduite pour un fluide et des par-sages en
    <EMI ID=146.1>
    <EMI ID=147.1>
    <EMI ID=148.1>
    <EMI ID=149.1>
    <EMI ID=150.1>
    <EMI ID=151.1>
    <EMI ID=152.1>
    <EMI ID=153.1>
    <EMI ID=154.1> <EMI ID=155.1>
    <EMI ID=156.1>
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