SU1657877A1

SU1657877A1 - Теплообменный элемент рекуператора

Info

Publication number: SU1657877A1
Application number: SU894637005A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Попов; Борис Георгиевич Подольский; Евгений Васильевич Проколов; Татьяна Аркадьевна Низовцева
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к теплообменным устройствам и может быть использовано преимущественно дл высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и -машиностроени . Цель заключаетс в повышении стойкости и надежности путем снижени температурных напр жений на теплообменной поверхности. Нагреваемую среду подают во внутреннюю трубу 2 тепло- обменного элемента, откуда она через щелевые патрубки 10 попадает в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами . Патрубки 10 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально , т.е. так, что струи газа, выход щие из этих патрубков 10, создают момент сил вращени и привод т тем самым внутреннюю трубу 2, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во вращательное движение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

О СП

VJ

00 VI

VI

Фиг. I

Изобретение относитс к теплообмен- ным устройствам и может быть использовано, преимущественно, дл высокотемпературного нагрева воздуха в печах металлургии и машиностроени .

Целью изобретени вл етс повышение стойкости и надежности путем снижени температурных напр жений на внешней теплообменной трубе и уменьшение гидравлического сопротивлени тепло- обменного элемента рекуператора.

На фиг.1 показан теплообменный элемент рекуператора (продольный разрез); на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б - Б на фиг.1.

Теплообменный элемент рекуператора содержит наружную 1 и внутреннюю 2 трубы , патрубок 3 дл подвода нагреваемой среды и патрубок 4 дл отвода нагретого теплоносител . Внутренн труба 2 выполнена с расширением на .входном конце и опираетс своими концами на крепежную решетку 5 и торцовую стенку наружной трубы 1 посредством цапф в и осей 7. Внутренн труба 2 во входном участке обрамлена лабиринтным уплотнением 8, предотвращающим проникновение холодного газа в канал 9 между внутренней и наружной трубами 1 и 2. Внутренн труба 2 снабжена газовыпускными отверсти ми с целевыми патрубками 10. а ось внутренней трубы 2 сдвинута относительно оси наружной трубы 1 в сторону максимума потока тепла. Щелевые патрубки 10 установлены тангенциально с образованием завихрител . Теплообменный элемент рекуператоре работает следующим образом.

Наружна среда - газ-теплоноситель передает тепло теплопроводностью или излучением наружной трубе 1. Плотность потока тепла не посто нна по окружности наружной трубы 1. Нагреваемую среду, в частности холодный воздух, подают во внутреннюю трубу 2 через подвод щий патрубок 3 и решетку 5. Далее нагреваемый газ истекает из внутренней трубы 2 через щелевые патрубки 10 в кольцевой канал 9 между внутренней и наружной трубами. Газовыпускные патрубки 10 внутренней трубы 2 установлены попарно диаметрально противоположно и тангенциально, т.е. так. что струи газа, выход щие из этих патрубков, создают момент сил вращени и привод т тем самым внутреннюю трубу, установленную при помощи осей 7 и цапф 6, во враща- тельное движение. Выход щий из

внутренней трубы 2 газ натекает на внутреннюю поверхность наружной трубы 1, растекаетс , разворачиваетс , протекает в отвод щий патрубок 4 и удал етс из элемента . В процессе движени в канале 9 между наружной 1 и внутренней 2 трубами газ нагреваетс от наружной трубы 1, получающей тепло от внешнего источника (например , отход щих дымовых газов). Чем

0 меньше рассто ние от сопла до поверхности натекани струй, тем больше тепло- съем, поэтому дл обеспечени равномерности температуры наружной трубы рекуператора ось внутренней трубы

5 2 сдвинута относительно оси трубы 1 в сторону максимума плотности потока тепла. Дл этой же цели выходное сечение патрубков 10 (сопел) может иметь сложную конфи- гурацию с расширени ми в области

0 максимальных потоков тепла вдоль оси.

Использование элемента рекуператора с двум трубами по типу труба в трубе, из которых внутренн труба 2 размещена со сдвигом оси относительно оси наружной

5 трубы 1 в сторону максимальной плотности потока тепла и вращаетс при истечении газообразной среды из ее сопловых патрубков 10, позволит в реальных или в специфических услови х неравномерного по

0 поверхности внешнего потока тепла избежать возникновени опасных термических напр жений в конструкции рекуперативного элемента и таким образом повысить его стойкость и надежность в работе.

5

Claims

Формула изобретени

1 .Теплообменный элемент рекуператора , содержащий две установленные одна в

0 другой с образованием кольцевого канала, снабженного завихрителем, трубы, наружна из которых выполнена заглушенной с торца, а внутренн снабжена газовыпускными отверсти ми, размещенными по всей

5 ее длине, отличающийс тем, что. с целью повышени эффективности теплообмена , внутренн труба установлена с возможностью вращени , а завихритель выполнен в виде размещенных тангенци0 ально на каждом газовыпускном отверстии внутренней трубы щелевых патрубков.
2.Элемент по п.1, отличающийс тем, что внутренн труба смещена относительно наружной на рассто ние между ос 5 ми этих труб, равное 0,25-0,45 диаметра наружной трубы.

А-А

Фиг. Z

Фиг. 3