RU2365819C1 - Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts - Google Patents
Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365819C1 RU2365819C1 RU2008118133/06A RU2008118133A RU2365819C1 RU 2365819 C1 RU2365819 C1 RU 2365819C1 RU 2008118133/06 A RU2008118133/06 A RU 2008118133/06A RU 2008118133 A RU2008118133 A RU 2008118133A RU 2365819 C1 RU2365819 C1 RU 2365819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- smoke
- vortex
- draw
- bladeless
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к одной из самых энергоемких отраслей производства, как сжигание топлива в интересах технологических процессов, отопления и вентиляции. В результате сжигания топлива значительные объемы тепла выбрасываются в атмосферу с бытовыми, сбросными газами и отработанными вентиляционными потоками. Температуры сбросных и дымовых газов даже нормируются в пределах 250-400°С.The invention relates to one of the most energy-intensive industries, such as burning fuel in the interests of technological processes, heating and ventilation. As a result of fuel combustion, significant amounts of heat are emitted into the atmosphere with household, waste gases and exhaust ventilation flows. The temperatures of waste and flue gases are even standardized in the range of 250-400 ° C.
В известных способах усиления тяги в дымовых и вентиляционных каналах для перемещения потоков сбросных и дымовых газов используются весьма энергоемкие, сложные в конструктивном исполнении и обслуживании дымососы и вентиляторы (Строительный каталог (СК-8). Инженерное оборудование зданий и сооружений. Раздел 84. Оборудование для котельных установок. Дымососы и дутьевые вентиляторы. Госстрой СССР ВНИИИС М., 1989 г., с.126). Создание и усиление тяги в известных способах достигается созданием вихревых и турбулентных потоков в дымовых и вентиляционных каналах лопастными устройствами.Known methods for enhancing draft in smoke and ventilation ducts use highly energy-intensive, exhaustive fans and fans that are complicated in design and maintenance (Construction Catalog (SK-8). Engineering Equipment of Buildings and Structures. Section 84. Equipment for boiler plants. Smoke exhausters and blowers. Gosstroy USSR VNIIIS M., 1989, p. 126). The creation and strengthening of traction in the known methods is achieved by the creation of vortex and turbulent flows in the smoke and ventilation ducts of the blade devices.
Работа дымососов и вентиляторов в агрессивных и высокотемпературных средах приводит к быстрому износу наиболее нагруженных их лопастей, разбалансировке всего механизма и требует дополнительных затрат на восстановление. Поэтому целью изобретения является изыскание способа перемещения агрессивных и высокотемпературных потоков газа безлопастными, конструктивно упрощенными устройствами.The operation of smoke exhausters and fans in aggressive and high-temperature environments leads to rapid wear of the most loaded blades, unbalancing of the entire mechanism and requires additional costs for restoration. Therefore, the aim of the invention is to find a method of moving aggressive and high-temperature gas flows with bladeless, structurally simplified devices.
Как наиболее близкие к поставленной задаче можно рассматривать гидродинамические процессы, проходящие внутри воздушного конуса, образовавшего хобот-торнадо. (Известия науки - Анализ и гипотизы htth://www.inauka.ru/analysis/articl 75478. html 16.02/2008.; Гришаев А.А. Некоторые вопросы физики циклонов и торнадо. Институт метрологии времени и пространства, ГП ВНИИФТРИ. http://newfiz.narod/ru/tornado/html, копии прилагаются).As the closest to the task, we can consider hydrodynamic processes taking place inside the air cone, which formed the trunk of the tornado. (Proceedings of Science - Analysis and Hypotheses htth: //www.inauka.ru/analysis/articl 75478. html 02/16/2008 .; Grishaev A.A. Some problems of the physics of cyclones and tornadoes. Institute of Metrology of Time and Space, GP VNIIFTRI. Http : //newfiz.narod/ru/tornado/html, copies attached).
Радарными наблюдениями удается измерить скорости вращения воздуха внутри конуса торнадо. Торнадо зарождается в атмосфере на высоте десятков километров за счет столкновения двух холодных и теплых потоков воздуха (облачности). При столкновении масс воздуха с различными потенциалами они закручиваются в вихревые потоки. Вращающиеся воздушные воронки, опускаясь к земной поверхности, создают внутри своей полости турбулентные восходящие вихревые потоки, увлекающие различные объекты в разряженное пространство вовнутрь воронки-конуса. Есть предположение, что первичные вихревые потоки при удельных теплоемкостях воздуха 1 кДж/кг·К и разности температур потоков в 3°К могут развивать линейную скорость вращения за счет турбулентного энергообмена до 55 м/с.Radar observations can measure the speed of rotation of air inside the tornado cone. A tornado arises in the atmosphere at an altitude of tens of kilometers due to the collision of two cold and warm air currents (clouds). When air masses collide with different potentials, they swirl into vortex flows. Rotating air funnels, descending to the earth's surface, create turbulent ascending vortex flows inside their cavity, which drag various objects into the discharged space inside the funnel-cone. There is an assumption that primary vortex flows at a specific heat capacity of air of 1 kJ / kg · K and a temperature difference of flows of 3 ° K can develop a linear rotation speed due to turbulent energy exchange up to 55 m / s.
Но такую многокилометровую трубу в наших условиях моделировать практически невозможно. Основным недостатком, с точки зрения поставленных задач изобретения, можно считать то, что потоки воздуха встречаются на большой высоте, и в создании вихря и его закручивании участвуют одновременно оба потока. Поэтому точно следовать этой модели как по энергоемкости и масштабам практически невозможно.But such a multi-kilometer pipe is practically impossible to model in our conditions. The main disadvantage, from the point of view of the objectives of the invention, can be considered that the air flows are found at high altitude, and both flows are involved in the creation of the vortex and its twisting. Therefore, it is practically impossible to precisely follow this model both in terms of energy intensity and scale.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования вихря за счет тангенциально подаваемого сжатого воздуха (см. Авторское свидетельство №1021874 А, F23D 13/00, опубл. 07.06.1983, Бюл. №21). Устройство содержит конус с сопряженным с ним сужающимся выходным соплом и воздушным тангенциальным патрубком, выполненным в корпусе с полусферическим днищем.The closest in technical essence and the achieved result is a device for the formation of a vortex due to tangentially supplied compressed air (see Copyright certificate No. 1021874 A, F23D 13/00, publ. 07.06.1983, Bull. No. 21). The device comprises a cone with a tapering outlet nozzle associated with it and an air tangential nozzle made in a housing with a hemispherical bottom.
Недостатком устройства является то, что воздух, поступающий из тангенциального патрубка, закручивается по вертикальной плоскости, и созданный им вихрь служит смесеобразованию газа и воздуха во внутренней полости конуса перед их сжиганием, использовать данное устройство для создания и усиления тяги невозможно.The disadvantage of this device is that the air coming from the tangential nozzle swirls in a vertical plane, and the vortex created by it serves to mix gas and air in the internal cavity of the cone before burning, it is impossible to use this device to create and enhance traction.
Изобретение направлено на усиление тяги в дымовых и вентиляционных каналах путем перемещения агрессивных и высокотемпературных потоков газа, исключив использование дымососов и вентиляторов, используя для этого собственные энергоресурсы и кинетическую энергию самих потоков.The invention is aimed at enhancing draft in smoke and ventilation ducts by moving aggressive and high-temperature gas flows, eliminating the use of smoke exhausters and fans, using for this own energy resources and the kinetic energy of the flows themselves.
Результат достигается тем, что в способе безлопастного усиления тяги дымовых и вентиляционных каналов, заключающемся в использовании для создания тяги энергетического потенциала восходящих вихревых потоков, согласно изобретению первичный вихревой восходящий поток создают в воронке-конусе за счет тангенциально подведенного сжатого воздуха, в центр восходящего вихревого потока подают вторые потоки перемещаемых газов с большим перепадом температур.The result is achieved by the fact that in the method of bladeless amplification of the draft of smoke and ventilation ducts, which consists in using upward vortex flows to create a thrust of energy potential, according to the invention, the primary vortex upward flow is created in the cone funnel due to the tangentially supplied compressed air to the center of the upward vortex flow serves the second flows of transported gases with a large temperature difference.
Результат достигается тем, что устройство безлопастного усиления тяги дымовых и вентиляционных каналов характеризуется тем, что оно состоит из воронки-конуса, установленной вершиной на всасывающий конус и имеющей в нижней своей части тангенциальный патрубок для подвода сжатого воздуха, в верхней части воронки-конуса установлен вершиной вниз конус-карман, опущенный на одну треть воронки-конуса и заглушенный по ее образующей, на конусе-кармане жестко закреплен сборный конус, вершина которого выполнена с фланцем, соединяющим устройство с газоотводящей трубой.The result is achieved by the fact that the device of vane-free amplification of the draft of smoke and ventilation ducts is characterized in that it consists of a funnel-cone mounted with its apex on the suction cone and having a tangential pipe for supplying compressed air in its lower part, and a vertex in the upper part of the funnel-cone down the cone-pocket, lowered by one third of the funnel-cone and drowned along its generatrix, on the cone-pocket a prefabricated cone is rigidly fixed, the top of which is made with a flange connecting the device to gas exhaust pipe.
Результат достигается также тем, что конус-карман снабжен патрубком для сбора конденсата и шлама, а также тангенциальным патрубком для смывания шлама.The result is also achieved by the fact that the cone pocket is equipped with a nozzle for collecting condensate and sludge, as well as a tangential nozzle for washing off the sludge.
Изобретение поясняется на чертежах. На фиг.1 изображены траектории вихревых потоков, созданного сжатым воздухом I и второго потока перемещаемых газов II, вводимого в центр вращающегося вихря. На фиг.2 показано устройство безлопастного усиления тяги и вентиляционных каналов.The invention is illustrated in the drawings. Figure 1 shows the trajectory of the vortex flows created by compressed air I and the second flow of moving gases II, introduced into the center of the rotating vortex. Figure 2 shows a device for bladeless traction and ventilation ducts.
Вихревой восходящий поток создают двумя обособленными потоками в жесткой воронке-конусе (фиг.1). Первичный поток I создают за счет тангенциально подведенного сжатого воздуха под давлением 0,2-0,5 МПа и придания ему вращательного движения - вихря, имеющего начальную скорость вращения 50-80 м/с. Вторым потоком II служат перемещаемые дымовые и агрессивные газы с большим перепадом температур, которые направляются в центр созданного первичного вихря. В начальной стадии турбулентный теплообмен происходит за счет гидростатического напора: ΔР=gH(ρв-ρг).Vortex upward flow create two separate flows in a rigid funnel-cone (figure 1). The primary stream I is created due to the tangentially supplied compressed air under a pressure of 0.2-0.5 MPa and giving it a rotational motion - a vortex having an initial rotation speed of 50-80 m / s. The second stream II is transported flue and aggressive gases with a large temperature difference, which are sent to the center of the created primary vortex. In the initial stage, turbulent heat transfer occurs due to hydrostatic pressure: ΔР = gH (ρ in -ρ g ).
Теплый поток II, попав в зону турбулентности восходящего потока первичного вихря I, имея значительные температурные перепады (ΔТ), участвует в турбулентном энергообмене и совместном закручивании восходящего потока, увеличивая их линейные скорости вращения и увлекая все новые теплые потоки газа. Эти явления энергообмена и создаваемой дополнительной работы можно объяснить согласно первому закону термодинамики:Warm flux II, having fallen into the turbulence zone of the upward flow of the primary vortex I, having significant temperature differences (ΔТ), participates in turbulent energy exchange and joint swirling of the upward flow, increasing their linear rotational speeds and capturing more and more warm gas flows. These phenomena of energy exchange and the additional work created can be explained according to the first law of thermodynamics:
dq=dh+d(c2/2),dq = dh + d (c 2/2),
где dq - теплота, подведенная к рабочему телу, движущемуся со скоростью с, идет на увеличение его энтальпии dh и кинетической энергии;where dq is the heat supplied to the working fluid moving with speed c, goes to increase its enthalpy dh and kinetic energy;
d(c2/2)=-Vdp - кинетическая энергия рабочего тела равна технической работе в данном случае по увеличению скорости вращения совместных потоков.d (c 2/2) = - Vdp - the kinetic energy of the working fluid is a technical paper in this case to increase the speed of rotation of the joint threads.
На фиг.2 показано устройство безлопастного усиления тяги дымовых и вентиляционных каналов, которое состоит из воронки-конуса 1, установленной вершиной на всасывающий конус 2. В нижней части воронки-конуса 1 установлен тангенциальный патрубок 3 для подвода сжатого воздуха. На воронку-конус 1 сверху посажен вершиной вниз конус 4 с основанием, большим основания воронки-конуса 1. Конус 4 опущен на одну треть воронки-конуса 1, создавая карман, заглушенный по образующей воронки-конуса 1. На конус-карман 4 установлен сборный конус 5 равного диаметра по основанию конуса-кармана 4. Вершина сборного конуса 5 оканчивается фланцем 6 для соединения с газоотводящей трубой. Конус-карман 4 снабжен патрубком 7 для сброса конденсата и шлама, тангенциальным патрубком 8 для смыва шлама, смотровым окном 9.Figure 2 shows a device for bladeless traction amplification of smoke and ventilation ducts, which consists of a funnel-
Способ осуществляется следующим образом. В воронку-конус 1 через тангенциальный патрубок 3 подается сжатый воздух с давлением 0,2-0,5 МПа, при этом создается первичный восходящий вихревой поток I с первоначальными скоростями вращения 50-80 м/с. Второй поток перемещаемых агрессивных газов II подается в созданный восходящий поток I через всасывающий конус 2 в центр восходящего вихревого потока I с большим перепадом температур (ΔТ). Встретившиеся потоки I и II за счет турбулентного энергообмена закручивают вихрь. Скорости вращения образовавшегося вихря значительно возрастают, в центр вихря увлекаются новые массы перемещаемых газов. Энергообмен между потоками изменяет точку росы общего потока, что может привести к процессу конденсатообразования. За счет центробежных сил вихря конденсат и тяжелые пылевые частицы оседают в нижней части конуса-кармана 4 и в последующем сбрасываются через патрубок 7 или смываются водой, подаваемой через тангенциальный патрубок 8. Вращающийся совместный поток I и II через сборный конус 5 направляется в газоотводящую трубу, присоединенную к фланцу 6.The method is as follows. Compressed air with a pressure of 0.2-0.5 MPa is supplied to the funnel-
Предлагаемый способ и устройство безлопастного усиления тяги дымовых и вентиляционных каналов позволят перемещать агрессивные и дымовые газы с высокой температурой за счет вихревых восходящих турбулентных потоков, используя энергетические ресурсы самих потоков и их кинетическую энергию без применения энергоемких, сложных в конструктивном плане и обслуживании дымососов и вентиляторов.The proposed method and device for bladeless traction of smoke and ventilation ducts will allow the movement of aggressive and flue gases with high temperature due to vortex ascending turbulent flows, using the energy resources of the flows themselves and their kinetic energy without the use of energy-intensive, structurally complex and servicing smoke exhausters and fans.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118133/06A RU2365819C1 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118133/06A RU2365819C1 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2365819C1 true RU2365819C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41149916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118133/06A RU2365819C1 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365819C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175621U1 (en) * | 2017-03-21 | 2017-12-12 | Алексей Валерьевич Попов | Chimney draft booster |
-
2008
- 2008-04-29 RU RU2008118133/06A patent/RU2365819C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175621U1 (en) * | 2017-03-21 | 2017-12-12 | Алексей Валерьевич Попов | Chimney draft booster |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3199268A (en) | Particle-from-gas separators | |
RU2435102C1 (en) | Utilisation system of wet carbon-containing waste | |
CN105484788B (en) | Mining dry and wet combines Multi-stage dust removing device | |
CN201197919Y (en) | Efficient gravity dust collector | |
Taiwo et al. | Design and analysis of cyclone dust separator | |
CN201032326Y (en) | Tail smoke suspension type bagasse drying tower | |
RU2365819C1 (en) | Method of bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts and device for bladeless strengthening of draw in smoke and vent ducts | |
Chen et al. | Effect of the bottom-contracted and edge-sloped vent-pipe on the cyclone separator performance | |
CN203718878U (en) | Cooking fume removing hood | |
CN105020727B (en) | A kind of tail heat utilization dedusting integral type coal-burning boiler | |
CN111330750A (en) | Integrated two-stage high-efficiency cyclone separator | |
RU128697U1 (en) | VORTEX FUEL WITH GAS DISCHARGE WINDOW (OPTIONS) | |
CN201361497Y (en) | Blade type cyclone dust collector for hot air furnace of coal-water mixture | |
CN204320503U (en) | For the cyclone separator of mud drying device | |
CN103953937B (en) | A kind of Wet chimney inlet guide vance device | |
CN208154551U (en) | A kind of kitchen ventilator with various temperature field oil smoke subassembly | |
CN207575962U (en) | Airflow demister | |
JP2000304239A (en) | Boiler device | |
WO2016201652A1 (en) | Cement dust removal system | |
RU2722332C1 (en) | Method of cleaning air from dust of cleaned space and device for implementation thereof | |
RU2648132C1 (en) | Stack | |
CN107837635A (en) | Double source waste gas environment-friendly disposal system | |
CN102401573A (en) | Air intake system for generating power by using cement kiln bypass flue gas waste heat | |
CN203259025U (en) | Sintering ore furnace type cooling no-baffle rough dust remover | |
US2490116A (en) | Separator or collector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100708 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110401 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160430 |