BR102013027961A2

BR102013027961A2 - Tubo de transferência de calor e fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor

Info

Publication number: BR102013027961A2
Application number: BRBR102013027961-7A
Authority: BR
Inventors: Guoqing Wang; Lijun Zhang; Xianfeng Zhou; Junjie Liu; Zhiguo Du; Yonggang Zhang; Zhaobin Zhang; Cong Zhou
Original assignee: China Petroleum & Chemical; Beijing Res Inst Chem Ind
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-07-21
Also published as: GB2510025A; CN103791753B; KR20140056079A; GB201319549D0; US20140127091A1; CA2831755C; SG2013080528A; JP2014112024A; DE102013222059A1; US9359560B2; BR102013027961B1; CN103791753A; KR102143480B1; FR2997488A1; JP6317091B2; NL2011704A; CA2831755A1; NL2011704B1; FR2997488B1; BE1022111B1

Abstract

Tubo de transferência de calor e fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor. A presente descrição refere-se a um tubo de transferência de calor e uma fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor. O tubo de transferência de calor compreende um defletor torcido disposto em uma parede interna do tubo, em que o dito defletor torcido se estende espiralmente ao longo de uma direção axial do tubo de transferência de calor. O defletor torcido define um círculo fechado visualizado a partir de uma extremidade do tubo de transferência de calor. Ao longo da trajetória do círculo, é disposto um revestimento, que é fixamente conectado a uma extremidade radial interna do defletor torcido. O defletor torcido é dotado de uma pluralidade de orifícios. O tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição tem um bom efeito de transferência de calor e pequena perda de pressão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TUBO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR E FORNALHA DE FISSURAÇÃO QUE USA O TUBO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR".

CAMPO DA TÉCNICA

Apresente descrição refere-se a um tubo de transferência de calor que é especialmente adequado para um forno de aquecimento. A presente descrição se refere adicionalmente a uma fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

As fornalhas de fissuração, o equipamento primário na indústria petroquímica, são principalmente usadas para aquecer o material de hidro-carboneto de modo a alcançar a reação de fissuração que exige uma grande quantidade de calor. O teorema de Fourier diz, em que q é o calor transferido, A representa a área de transferência de calor, k representa o coeficiente de transferência de calor e dt/dy é o gradiente de temperatura. Tomando uma fornalha de fissuração usada na indústria petroquímica como um exemplo, quando a área de transferência de calor A (que é determinada pela capacidade da fornalha de fissuração) e o gradiente de temperatura dt/dy são determinados, a única maneira de melhorar a transferência de calor por unidade de área q/A ê melhorar o valor do coeficiente da área de transferência k, que está sujeita à influência da resistência térmica do fluido principal, a resistência térmica da camada-limite, etc.

De acordo com a teoria de camada-limite de Prandtl, quando um fluido real flui ao longo de uma parede sólida, uma camada extremamente fina de fluido próxima à superfície de parede seria atraída para a parede sem deslize. Isto é, a velocidade do fluido fixada à superfície de parede, que forma uma camada-limite, é zero. Embora essa camada-limite seja muito fina, a resistência a calor da mesma é excepcionalmente grande. Quando o calor passa através da camada-limite, o mesmo pode ser rapidamente transferido para o fluido principal. Portanto, se a camada-limite puder ser de certa forma afinada, o calor transferido seria eficazmente aumentado.

Na técnica anterior, o tubo de forno de uma fornalha de fissura-ção comumente usada na indústria petroquímica é usualmente estruturado da seguinte forma. Por outro lado, uma nervura é fornecida na superfície interior de uma ou mais ou todas as regiões da extremidade de entrada para a extremidade de saída ao longo da direção axial da bobina de forno na fornalha de fissuração e se estende de modo espiral na superfície interna da bobina de forno ao longo de uma direção axial da mesma. Embora a nervura possa alcançar o propósito de agitar o fluido de modo a minimizar a espessura da camada-limite, o coque formado na superfície interna da mesma enfraquecería continuamente o papel da nervura com o passar do tempo, de modo que a função da redução da camada-limite da mesma se torne menor. Por outro lado, uma pluralidade de aletas separadas uma das outras é fornecida na superfície interna do tubo de forno. Essas aletas também podem reduzir a espessura da camada-limite. Porém, conforme o coque na superfície interna do tubo de forno é aumentado, essas aletas se tornarão similarmente menos eficazes.

Portanto, é importante nesse campo da técnica aprimorar os e-lementos de transferência de calor de modo a melhorar mais ainda o efeito de transferência de calor da bobina de forno.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para resolver o problema técnico acima na técnica anterior, a presente descrição fornece um tubo de transferência de calor, que possui bons efeitos de transferência de calor. A presente descrição se refere adicionalmente a uma fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor.

De acordo com um primeiro aspecto da presente descrição, o mesmo revela um tubo de transferência de calor que compreende um defle-tor torcido disposto em uma parede interna do tubo, em que o dito defletor torcido se estende de modo espiral ao longo de uma direção axial do tubo de transferência de calor.

No tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição, sob a ação do defletor torcido, o fluido flui ao longo do defletor torcido e torna-se um fluxo giratório, Uma velocidade tangencial do fluido destrói a camada-limite de modo a alcançar o propósito de aprimorar a transferência de calor.

Em uma modalidade, o defletor torcido é dotado de uma pluralidade de orifícios, Ambos os fluidos que escoam axial e radialmente podem fluir através de orifícios, isto é, esses orifícios podem alterar as direções do fluxo dos fluidos, de modo a aprimorar a turbulência no tubo de transferência de calor, destruindo, desse modo, a camada-limite e alcançando o propósito de aprimorar a transferência de calor. Adicionalmente, os fluidos de direções diferentes podem todos passar convenientemente através desses orifícios e fluir a jusante, reduzindo, com isso, As peças de coque transportados nos fluidos também podem passar através desses orifícios para se mover a jusante, o que facilita a descarga das partes de coque.

Em uma modalidade preferida, a razão da área de soma da pluralidade de orifícios pela área do defletor torcido está em uma faixa de 0,05:1 a 0,95:1. Quando a razão é de um pequeno valor na faixa acima, o tubo de transferência de calor é de alta capacidade, mas a queda de pressão do fluido é maior. Conforme o valor da razão torna-se maior, o tubo de transferência de calor será de capacidade inferior, mas a queda de pressão do fluido ficará consequentemente menor. Quando a razão se situa na faixa de 0,6:1 a 0,8:1, tanto a capacidade do tubo de transferência de calor quanto a queda de pressão do fluido caem dentro de um escopo apropriado. A razão de uma distância axial entre as linhas centrais de dois orifícios adjacentes para um comprimento axial do defletor torcido se situa na faixa de 0,2:1 a 0,8:1.

Em uma modalidade, o defletor torcido tem um ângulo de torção entre 90°a 1080°. Quando o ângulo de torção é rela tivamente pequeno, tanto a pressão do fluido quanto a velocidade tangencial do fluido giratório são pequenas. Portanto, o tubo de transferência de calor é de efeito pobre. Conforme o ângulo de torção se torna maior, a velocidade tangencial do fluxo giratório aumentará, de modo que o efeito do tubo de transferência de calor melhore, mas a queda de pressão do fluido aumente Quando o ângulo de torção se situa na faixa de 120°a 360°, tanto a ca pacidade do tubo de transferência de calor quanto a queda de pressão do fluido caem dentro de uma faixa apropriada. Uma única região do tubo de transferência de calor pode ser dotada de uma pluralidade defletores torcidos paralelos uns aos outros, que definem um círculo circundado visualizado a partir de uma extremidade do tubo de transferência de calor. Em uma modalidade preferida, a razão de diâmetro do círculo para o tubo de transferência de calor se situa em uma faixa de 0,05:1 a 0,95:1. Quando essa razão é relativamente pequena, o tubo de transferência de calor é de alta capacidade, mas a queda de pressão do fluido é maior. Conforme o valor da razão gradualmente aumenta, a capacidade do tubo de transferência de calor seria diminuída, mas a queda de pressão do fluido se tornaria consequentemente pequena. Quando essa razão se situa na faixa de 0,6:1 a 0,8:1, tanto a capacidade do tubo de transferência de calor quanto a queda de pressão do fluido cairiam dentro dos escopos apropriados respectivos. Esse arranjo faz com que apenas a porção fechada para a parede de tubo de transferência de calor seja dotada de um defletor torcido enquanto a porção central do tubo de transferência de calor na prática forma um canal. Dessa maneira, quando o fluido flui através do tubo de transferência de calor, parte do fluido pode fluir diretamente para fora do tubo através do canal, de modo que não apenas um efeito de transferência de calor melhor possa ser alcançado, mas a perda de pressão também seja pequena. Além disso, o canal também permite que as partes de coque sejam rapidamente descarregadas do mesmo.

Em uma modalidade preferida, a razão do comprimento axial do defletor torcido para um diâmetro interno do tubo de transferência de calor está em uma faixa de 1:1 a 10:1. Quando essa razão é relativamente pequena, a velocidade tangencial do fluxo giratório é relativamente grande, de modo que o tubo de transferência de calor seja de alta capacidade, mas a queda de pressão do fluido seja relativamente grande. Conforme o valor da razão aumente gradualmente, a velocidade tangencial do fluxo giratório se tornará menor e, assim, a capacidade do tubo de transferência de calor será diminuída, mas a queda de pressão do fluido se tornaria menor. Quando es- sa razão se situa na faixa de 2:1 a 4:1, tanto a capacidade do tubo de transferência de calor quanto a queda de pressão do fluido cairiam dentro dos escopos apropriados respectivos. O defletor torcido de tal tamanho permite adicionalmente o fluido no tubo de transferência de calor com uma velocidade tangencial suficiente o bastante para destruir a camada-limite, de modo que um efeito de transferência de calor melhor possa ser alcançado e havería uma tendência menor para que o coque seja formado na parede de transferência de calor.

Em uma modalidade, ao longo da trajetória do círculo um revestimento é disposto e conectado de modo fixado a uma extremidade radial interna do defletor torcido. Com o arranjo do revestimento, o fluxo giratório do fluido não seria afetado pelo fluxo dentro do revestimento, o que melhora mais ainda a velocidade tangencial do fluido, aprimora a transferência de calor e reduz o coque na parede de transferência de calor. Além disso, o revestimento também melhora a força do defletor torcido. Por exemplo, o revestimento pode sustentar de modo efetivo o defletor torcido, aprimorando, desse modo, a estabilidade e a resistência ao impacto do mesmo.

De acordo com um segundo aspecto da presente descrição, o mesmo revela uma fornalha de fissuração, uma bobina radiante do qual compreende pelo menos um, de preferência 2 a 10, tubos de transferência de calor de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição.

Em uma modalidade, a pluralidade de tubos de transferência de calor é disposta na bobina radiante ao longo de uma direção axial da mesma de um modo que estejam separados uns dos outros. A razão da distância de espaçamento para o diâmetro do tubo de transferência de calor está em uma faixa de 15:1 a 75:1, de preferência de 25:1 a 50:1. A pluralidade de tubos de transferência de calor separados uns dos outros pode mudar continuamente o fluido na bobina radiante a partir do fluxo de pistão no interior do fluxo giratório, melhorando, desse modo, a eficácia de transferência de calor.

No contexto da presente descrição, o termo "fluxo de pistão" significa idealmente que os fluidos se misturam uns com os outros na direção de fluxo, mas de maneira alguma na direção radial. Praticamente, po- rém, apenas o fluxo de pistão aproximado em vez do fluxo de pistão absoluto pode ser alcançado.

Comparada com a técnica anterior, a presente descrição se excede nos seguintes aspectos. A começar com, o arranjo do defletor torcido no tubo de transferência de calor torna o fluido que flui ao longo do defletor torcido em um fluido giratório, melhorando, desse modo, a velocidade tan-gencial do fluido, destruindo a camada-limite e alcançando o propósito de aprimorar a transferência de calor. Depois, a pluralidade de orifícios fornecida no defletor torcido pode mudar a direção do fluxo do fluido de modo a fortalecer a turbulência no tubo de transferência de calor e alcançar o objetivo de aprimorar a transferência de calor. Além disso, esses orifícios reduzem adicionalmente a resistência no fluxo do fluido, de modo que a perda de pressão seja diminuída mais ainda. Além disso, as partes de coque transportadas no fluido também podem se mover a jusante através desses orifícios, que promovem a descarga das partes de coque. Quando uma única região do tubo de transferência de calor é dotada de uma pluralidade de defletores torcidos paralelos uns aos outros, que definem um círculo circundado visualizado a partir de uma extremidade do tubo de transferência de calor, uma porção central do tubo de transferência de calor na prática forma um canal, que pode diminuir a perda de pressão e é favorável à descarga rápida das partes de coque. Além disso, ao longo da trajetória do círculo um revestimento é disposto. Portanto, o revestimento, o defletor torcido e a parede interna do tubo de transferência de calor formam uma cavidade espiral juntos, em que o fluido torna-se um fluxo giratório completo, o que melhora adicionalmente a velocidade tangencial do fluido, aprimorando, desse modo, adicionalmente a transferência de calor e reduzindo a formação de coque na parede do tubo de transferência de calor. Adicionalmente, o revestimento pode sustentar o defletor torcido, melhorando, desse modo, a estabilidade e resistência ao impacto do defletor torcido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A seguir, a presente descrição será descrita em detalhe em vista das modalidades específicas e com referência aos desenhos, em que, A Figura 1 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade do tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição;

As Figuras 2 e 3 mostram esquematicamente vistas em perspectiva de uma segunda modalidade do tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição; A Figura 4 mostra esquematicamente uma vista em corte transversal da segunda modalidade do tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição; A Figura 5 mostra esquematicamente uma vista em corte transversal de uma terceira modalidade do tubo de transferência de calor de a-cordo com a presente descrição; A Figura 6 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de uma quarta modalidade do tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição; A Figura 7 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de um tubo de transferência de calor na técnica anterior; e A Figura 8 mostra esquematicamente uma bobina radiante de uma fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor de a-cordo com a presente descrição.

Nos desenhos, o mesmo componente é referido com o mesmo sinal de referência. Os desenhos não são desenhados de acordo com uma escala real.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES A presente descrição será ilustrada adicionalmente no seguinte em vista dos desenhos. A Figura 1 mostra esquematicamente uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade de um tubo de transferência de calor 10 de a-cordo com a presente descrição. O tubo de transferência de calor 10 é dotado de dois defletores torcidos 11 e 11' para introduzir um fluido para fluir rotativamente. Os defletores torcidos 11 e 11' são paralelos uns aos outros e se estendem de modo espiral ao longo de uma direção axial do tubo de transfe- rência de calor 10, em que a estrutura é similar com a estrutura de hélice dupla de moléculas de DNA. Os defletores torcidos 11 e 11' têm um ângulo de torção entre 90 e 1080°de modo que os mesmos definam uma passagem vertical passante 12 (isto é, um círculo 12 conforme mostrado na Figura 4) ao longo da direção axial do tubo de transferência de calor 10. Porém, os defletores torcidos também podem ser um corpo laminar em vez de definir a passagem vertical 12, que será descrita no seguinte.

Os defletores torcidos que não definem a passagem vertical podem ser entendidos como uma superfície de trajetória que é alcançada através da rotação de uma linha de diâmetro do tubo de transferência de calor 10 ao redor de um ponto intermediário do mesmo e ao mesmo tempo em que translada o mesmo ao longo da direção axial do tubo de transferência de calor 10 para cima ou para baixo. Em contraste, os defletores torcidos que definem a passagem vertical podem ser formados através da remoção de um cilindro coaxial com o tubo de transferência de calor 10, em que uma porção central dos defletores torcidos não define a passagem vertical, por meio dos quais dois defletores torcidos paralelos idênticos conforme mostrado na Figura 1 podem ser formados. Dessa maneira, ambos os defletores torcidos 11 e 11' compreendem uma borda de topo e uma borda de fundo paralelas umas às outras assim como um par de bordas de lado torcido que sempre entra em contato com uma parede interna do tubo de transferência de calor 10.

Uma modalidade do defletor torcido conforme indicada na Figura 1 será descrita com o defletor torcido 11 como um exemplo a seguir. A razão do comprimento axial do defletor torcido 11 para um diâmetro interno do tubo de transferência de calor 10 está em uma faixa de 1:1 a 10:1. O comprimento axial do defletor torcido 11 pode ser chamado de uma "inclinação" e a razão da "inclinação" para o diâmetro interno do tubo de transferência de calor 10 pode ser chamada de uma "razão de torção". Tanto o ângulo de torção quanto o razão de torção influenciariam o grau de rotação do fluido no tubo de transferência de calor 10. Quando a razão de torção é determinada, quanto maior o ângulo de torção é, mais alto a velocidade tangencial do flui- do será, mas a queda de pressão do fluido também será correspondentemente mais alta. O defletor torcido 11 é selecionado como com uma razão de torção e o ângulo de torção que pode permitir que o fluido no tubo de transferência de calor 10 possua uma velocidade tangencial suficientemente alta para destruir a camada-limite, de modo que um bom efeito de transferência de calor possa ser alcançado. Nesse caso, uma tendência menor para o coque ser formado na parede interna do tubo de transferência de calor pode ser o resultado e a queda de pressão do fluido pode ser controlada como dentro de um escopo aceitável.

Uma vez que os defletores torcidos 11 e 11' se estendem de modo espiral, o fluido mudará de um fluxo de pistão para um fluxo giratório perante a condução dos defletores torcidos 11 e 11'. Com uma velocidade tangencial, o fluido destruiría a camada-limite de modo a aprimorar a transferência de calor. Além disso, haveria uma tendência menor para que o coque seja formado na parede interna do tubo de transferência de calor 10 em vista da velocidade tangencial do fluido. Ademais, além de melhorar o efeito de transferência de calor, o canal definido pelos defletores torcidos 11 e 11' (isto é, a passagem vertical conforme mencionada acima ou o círculo 12 conforme indicado na Figura 4) também podem reduzir a resistência ao fluxo do fluido através do tubo de transferência de calor 10. Adicionalmente, o canal também é benéfico para a descarga das partes de coque descascadas.

As Figuras 2 e 3 esquematicamente mostram uma segunda modalidade do defletor torcido. Nessa modalidade, os defletores torcidos 11 e 11' são ambos dotados de orifícios 41. Tomando o defletor torcido 11 como um exemplo, os fluidos que fluem axial ou radialmente podem, ambos, fluir através dos orifícios 41. Dessa maneira, sob a condução do defletor torcido 11,o fluido não apenas torna-se um fluxo giratório, de modo a reduzir a espessura da camada-limite, mas também a passar através dos orifícios 41 suavemente a jusante, o que reduz consideravelmente a perda de pressão do fluido. Além disso, as partes de coque no fluido também podem passar através dos orifícios 41, o que facilita a operação de descoqueamento mecânico ou descoqueamento hidráulico. A Figura 4 é uma vista em corte transversal das Figuras 2 e 3, que explicitamente demonstra a estrutura do tubo de transferência de calor 10. A Figura 5 mostra esquematicamente uma terceira modalidade do tubo de transferência de calor 10. A estrutura da terceira modalidade é substancialmente a mesma que aquela da segunda modalidade. As diferenças entre os mesmos residem nos pontos a seguir. No princípio, na terceira modalidade, ao longo da trajetória da passagem vertical (isto é, o círculo 12 na Figura 4) um revestimento 20 é disposto, que é conectado de modo fixo as extremidades radiais internas dos defletores torcidos 11 e 11' de modo a sustentar os defletores torcidos 11 e 11' e também melhorar a estabilidade e resistência a impacto dos mesmos. Além disso, o revestimento 20, os defletores torcidos 11 e 11' e uma parede interna o tubo de transferência de calor 10 juntos circundam as cavidades espirais 21 e 21'. Quando um fluido entra nas cavidades espirais 21 e 21', o mesmo mudaria de um fluxo de pistão para um fluxo giratório e separado pelo revestimento 20, o fluxo giratório não seria influenciado pelo fluxo de pistão no revestimento, de modo que o fluxo giratório teria uma velocidade tangencial mais alta, aprimorando, desse modo, a transferência de calor e reduzindo o coqueamento na parede do tubo de transferência de calor. Quando os fluxos giratórios fluem para fora das cavidades espirais 21 e 21', os mesmos podem aprimorar a turbulência do fluido no tubo de transferência de calor 10 perante o efeito de inércia do mesmo, aprimorando, desse modo, adicionalmente o efeito de transferência de calor. Em uma modalidade preferida, a razão de diâmetro interno do revestimento 20 para o tubo de transferência de calor 10 está em uma faixa de 0,05:1 a 0,95:1, de modo que placas de coque possam passar através do revestimento 20, o que facilita a descarga das placas de coque.

Também deve ser entendido que embora os defletores torcidos 11 e 11' na modalidade conforme indicado na Figura 5 sejam dotados de orifícios 41, os defletores torcidos, na prática, também podem não ser dotados de quaisquer orifícios em algumas modalidades, o que não será explicado aqui por questão de simplicidade. A Figura 6 indica esquematicamente uma quarta modalidade do tubo de transferência de calor 10. Deve ser observado que um defletor torcido 40 na Figura 6 é diferente de qualquer um dos defletores torcidos nas Figuras 1 a 5, em que o defletor torcido 40 não circunda uma passagem vertical conforme mostrado nas Figuras 1 a 5. O defletor torcido espiral 40 pode reduzir a espessura da camada-limite e, ao mesmo tempo, os orifícios 42 fornecidos no defletor torcido 40 diminuem a resistência ao fluxo do fluido ao longo da direção axial de modo a reduzir a perda de pressão do mesmo. Em uma modalidade específica, a razão da área de soma da pluralidade de orifícios 42 para a área do defletor torcido 40 se situa na faixa de 0,05:1 a 0,95:1. E a razão de uma distância axial entre as linhas centrais de dois orifícios adjacentes 42 para um comprimento axial do defletor torcido 40 se situa na faixa de 0,2:1 a 0,8:1. A presente descrição se relaciona adicionalmente a uma fornalha de fissuração (não mostrada nos desenhos) que usa o tubo de transferência de calor 10 conforme mencionado acima. Uma fornalha de fissuração é bem conhecida por um indivíduo versado na técnica e, portanto, não será discutida aqui. Uma bobina radiante 50 da fornalha de fissuração é dotada de pelo menos um tubo de transferência de calor 10 conforme descrito acima. A Figura 8 indica esquematicamente três tubos de transferência de calor 10. De preferência, esses tubos de transferência de calor 10 são fornecidos ao longo da direção axial na bobina radiante de modo que sejam separados uns dos outros. Por exemplo, a razão de uma distância axial de dois tubos de transferência de calor adjacente 10 para o diâmetro interno do tubo de transferência de calor 10 está em uma faixa de 15:1 a 75:1, de preferência de 25:1 a 50:1, de modo que o fluido na bobina radiante mude continuamente de um fluxo de pistão para um fluxo giratório, melhorando, desse modo, a eficácia de transferência de calor. Deve-se notar que, quando existirem uma pluralidade tubos de transferência de calor, esses tubos de transferência de calor podem ser dispostos de uma maneira conforme mostrado em qualquer uma das Figuras 1 a 6. A seguir, exemplos específicos serão usados para explicar a eficácia de transferência de calor e queda de pressão da bobina radiante da fornalha de fissuração quando o tubo de transferência de calor 10 de acordo com a presente descrição é usado.

Exemplo 1 A bobina radiante da fornalha de fissuração é disposta com 6 tubos de transferência de calor 10 conforme indicado na Figura 1. O diâmetro interno de cada um dos tubos de transferência de calor 10 é de 51 mm. A razão de diâmetro do círculo circundado para o tubo de transferência de calor é de 0,6:1. O defletor torcido tem um ângulo de torção de 180°e uma razão de torção de 2,5. A distância entre dois tubos de transferência de calor adjacentes 10 é 50 vezes maior que o diâmetro interno do tubo de transferência de calor. Os experimentos constataram que a carga de transferência de calor da bobina radiante é de 1.270,13 KW e a queda de pressão é de 70.180,7 Pa.

Exemplo 2 A bobina radiante da fornalha de fissuração é disposta com 6 tubos de transferência de calor 10 conforme indicado na Figura 2. O diâmetro interno de cada um dos tubos de transferência de calor 10 é de 51 mm. A razão de diâmetro do círculo circundado para o tubo de transferência de calor é 0,6:1. O defletor torcido tem um ângulo de torção de 180°e uma razão de torção de 2,5. A distância entre os dois tubos de transferência de calor adjacentes 10 é 50 vezes maior que o diâmetro interno do tubo de transferência de calor. Os experimentos constataram que a carga de transferência de calor da bobina radiante é de 1.267,59 KW e a queda de pressão é de 70.110,5 Pa.

Exemplo Comparativo 1 A bobina radiante da fornalha de fissuração é montada com 6 tubos de transferência de calor da técnica anterior 50'. O tubo de transferência de calor 50' é estruturado como sendo dotado de um defletor torcido 51' em um revestimento do tubo de transferência de calor 50', em que o defletor torcido 51' divide o tubo de transferência de calor 50 em duas passagens de material que não se comunicam uma com a outra conforme indicado na Figura 7. O diâmetro interno do tubo de transferência de calor 50' é de 51 mm. O defletor torcido 51' tem um ângulo de torção de 180°e uma razão de torção de 2,5. A distância entre os dois tubos de transferência de calor adjacentes 50' é 50 times tão larga quanto o diâmetro interno do tubo de transferência de calor. Os experimentos têm constatado que a carga de transferência de calor da bobina radiante é de 1.264,08 KW e a queda de pressão é de 71.140 Pa.

Em vista dos exemplos acima e o exemplo comparativo, pode ser derivado que, comparado com a eficácia de transferência de calor da bobina radiante na fornalha de fissuração que usa a tubo de transferência de calor da técnica anterior, a eficácia de transferência de calor da bobina radiante na fornalha de fissuração que usa o tubo de transferência de calor de acordo com a presente descrição é melhorada significativamente. A carga de transferência de calor da bobina radiante é melhorada para tão alta quanto 1.270,13 KW e a queda de pressão também é bem controlada para ser tão baixa quanto 6.573,8 Pa. Os aspectos acima são muito benéficos para a reação de fissuração de hidrocarboneto.

Embora essa descrição tenha sido discutida com referência aos exemplos preferenciais, a mesma se estende além dos exemplos especificamente revelados até outros exemplos alternativos e/ou o uso da descrição e modificações óbvias das mesmas. Particularmente, desde que não existam conflitos estruturais, os aspectos técnicos revelados em cada e todo exemplo da presente descrição podem ser combinados uns com os outros de qualquer maneira. O escopo da presente descrição descrita no presente documento não deverá ser limitada pelos exemplos revelados em particular conforme descrito acima, mas abrange qualquer e todas as soluções técnicas que seguem dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

1. Tubo de transferência de calor que compreende um defletor torcido disposto em uma parede interna do tubo, em que o dito defletor torcido se estende espiralmente ao longo de uma direção axial do tubo de transferência de calor.

2. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o defletor torcido é dotado de uma pluralidade de orifícios.

3. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a razão da área de soma da pluralidade de orifícios para a área do defletor torcido está em uma faixa de 0,05:1 a 0,95:1, de preferência, de 0,6:1 a 0,8:1.

4. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a razão de uma distância axial entre as linhas centrais de dois orifícios adjacentes para um comprimento axial do defletor torcido se situa na faixa de 0,2:1 a 0,8:1.

5. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o defletor torcido tem um ângulo de torção entre 90°e 1.080°, de preferência, entre 120°e 36 0°.

6. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma única região do tubo de transferência de calor é dotada de uma pluralidade de defletores torcidos paralelos entre si, que definem um círculo encerrado visualizado a partir de uma extremidade do tubo de transferência de calor.

7. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a razão de diâmetro do círculo para o tubo de transferência de calor se situa em uma faixa de 0,05:1 a 0,95:1, de preferência, de 0,6:1 a 0,8:1.

8. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ao longo da trajetória do círculo é disposto um revestimento, que é fixamente conectado a uma extremidade radial interna do defletor torcido.

9. Tubo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento axial do defletor torcido para um diâmetro interno do tubo de transferência de calor está em uma faixa de 1:1 a 10:1, de preferência, de 2:1 a 4:1.

10. Fornalha de fissuração que tem uma bobina radiante caracterizada pelo fato de que a bobina radiante compreende pelo menos um, de preferência, 2 a 10 tubos de transferência de calor conforme definidos na reivindicação 1.

11. Fornalha de fissuração, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de tubos de transferência de calor é disposta na bobina radiante ao longo de uma direção axial da mesma de uma maneira espaçada um do outro, em que a razão de uma distância de espaçamento para o diâmetro do tubo de transferência de calor está em uma faixa de 15:1 a 75:1, de preferência, de 25:1 a 50:1.