ДЫМОВАЯ ТРУБА Российский патент 1994 года по МПК F23J11/00 

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для отвода дымовых газов от энергетических котлов.

Известна дымовая труба (Рихтер Л.А. Газовоздушные тракты тепловых электростанций. М. : Энергия, 1969, с.217), содержащая газоотводящий ствол, газоходы "горячих" и "холодных" газов.

Основной недостаток устройства - значительная неравномерность распределения температуры дымовых газов в стволе, а в результате резкое снижение надежности и долговечности ствола.

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее газоотводящий ствол, газоходы "горячих" и "холодных" газов и камеру смешения.

Основной недостаток устройства - снижение долговечности и надежности ствола в связи с низким качеством смешения.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности ствола за счет интенсификации массообменных процессов. Это достигается за счет того, что дымовая труба, содержащая газоотводящий ствол, газоходы "горячих" и "холодных" газов и камеру смешения, причем она снабжена коллектором и соединенными с ним распределителями, имеющими вдоль образующих отверстия переменного диаметра и шага между ними, при этом в каждом конкретном сечении распределителя выполняется условие S/d = const, где S - шаг между отверстиями; d - диаметр отверстия.

Известно, что качество смешения при поперечной подаче струй определяется соотношением
θ = ^-2/3; = ; = ; h = kd sinβ или, используя уравнение неразрывности (G = ρ VF) получают
h = K d sinβ, или после несложных преобразований
= sinβ, так как для отдельных насадков по длине распределителя выполняются условия k = const, = const, = const , β = const, то для обеспечения = const для отдельных насадков по длине распределителя должно выполняться условие S/d = const. Таким образом, если S/d = const для отдельных насадков по длине распределителя, то =const и θ = const и если θ = 1,0 для одного насадка, то автоматически для всех. Отсюда следует, что условие S/d = const является необходимым и достаточным.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками прототипа, не обнаружены.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 приведена предлагаемая труба, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - узел I на фиг.2; на фиг.4 - узел II на фиг.2.

Дымовая труба содержит газоотводящий ствол 1, камеру смешения 2, газоходы "горячих" и "холодных" газов 4,3, коллектор 7, распределитель 5, вдоль образующей которого выполнены отверстия 6. Диаметр отверстия 6 и шаг между отверстиями меняются по длине распределителя, но в каждом конкретном сечении выполняется условие S/d = const.

Устройство работает следующим образом.

"Горячие" дымовые газы из газохода 4 поступают непосредственно в камеру смешения 2, а "холодные" из дымохода 3 - в коллектор 7, распределитель 5, а оттуда через отверстия 6 в камеру смешения 2, где эффективно перемешиваются и поступают в газоотводящий ствол 1. Равномерность распределения "холодного газа" по длине распределителя обеспечивается, например, за счет изменения диаметра насадка по длине распределителя. Однако для обеспечения равномерного распределения "холодного" газа по высоте камеры смешения необходимо изменять шаг. Как показано выше, условие S/d = const гарантирует θ = const.

Исследования, приведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров = 0-0,80; = 1.0 - 2.65; = 0.01 - 0.10; = 0.2 - 2.0, показал, что при S/d = const качество смешения максимально.

= ; = ; = ; d_э= d ; = где G - массовый расход; β - угол атаки; d - диаметр; S - шаг; μ - коэффициент расхода. Индексы: с - струя; Э - эквивалентный; п - поток; см - смесь.

Использование: усреднение температуры при смешении газовых потоков со значительной разницей температур. Сущность изобретения: устройство содержит газоотводящий ствол, газоходы горячих и холодных газов, коллектор, распределители с отверстяими, для которых в каждом сечении распределителя выполняется условие s/d=const , где s - шаг между отверстиями; d - диаметр отверстий. Горячие газы из газохода поступают в камеру смешения, холодные газы - в коллектор, распределители и через отверстия истекают в камеру смешения. 4 ил.

ДЫМОВАЯ ТРУБА, содержащая газоотводящий ствол, газоходы горячих и холодных газов, камеру смешения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности ствола, она снабжена коллектором и соединенными с ним распределителями, имеющими вдоль образующих отверстия переменного диаметра и шага между ними, при этом в каждом конкретном сечении распределителя выполняется условие
S/d = const,
где S - шаг между отверстиями;
d - диаметр отверстий.