СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА Российский патент 1995 года по МПК F23L15/02 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к способам утилизации тепла отходящих газов.

Известен способ передачи тепла между газовыми потоками посредством теплопередающего промежуточного тела, путем поочередной подачи к телу нагретого и нагреваемого потоков [1]
Процесс повторяется во времени, при этом недостатками известного способа являются низкая эффективность теплопередачи вследствие теплоинерционности всей системы и ограниченная скорость потоков относительно неподвижного теплопередающего тела.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является воздухоподогреватель, способ передачи тепла в котором от потока отходящих газов к нагреваемому потоку происходит путем одновременной их подачи противотоком к перемещаемому промежуточному теплопередающему телу, которое перемещают от более нагретого потока в напpавлении их движения [2]
Недостатками указанного способа являются низкая интенсивность теплопередачи вследствие теплоинерционности всей системы и ограничения скорости теплообменивающихся потоков относительно перемещаемого теплопередающего тела.

Цель изобретения повышение интенсивности теплообмена.

Цель достигается тем, что при передаче тепла от потока отходящих газов к нагреваемому потоку путем одновременной их подачи противотоком к перемещаемому промежуточному теплопередающему телу, которое перемещают от более нагретого потока в направлении их движения, потоки газов направляют по касательной относительно теплопередающего тела, а последнее перемещают со скоростью по меньшей мере равной удвоенной скорости наиболее скоростного потока. При этом целесообразно теплопередающее тело перемещать со скоростью 10-100 м/с относительно теплообменивающихся потоков.

Известно, что увеличение скорости потоков позволяет интенсифицировать теплообменные процессы, однако скорости движения газовых потоков относительно промежуточного теплопередающего тела ограничены и определяются гидравлическим сопротивлением системы, которое в свою очередь зависит от того насколько теплопередающее тело перекрывает живое сечение теплообменивающихся потоков.

Так как любое движение относительно, то перемещение промежуточного теплообменного тела относительно газовых потоков с некоторой скоростью, лежащей в пределах от V> 0 до V_max м/с (последняя определяется прочностными и другими свойствами промежуточного теплопередающего тела), есть не что иное как изменяющаяся скорость газовых потоков относительно теплопередающего тела, при этом не изменяется гидравлическое сопротивление системы.

Для реализации предлагаемого способа необходимым и достаточным условием достижения поставленной цели является направление теплообменивающихся газовых потоков (с заданной скоростью) по касательной относительно поверхности теплопередающего тела.

Выбор скорости перемещения теплопередающего тела относительно газовых потоков в 10-100 м/с интенсифицирует процесс теплопередачи не увеличивая гидравлического сопротивления потоком в системе теплообмена.

Практически эта относительная скорость должна составлять по меньшей мере удвоенную скорость наиболее скоростного из газовых потоков или быть больше.

На фиг.1 представлен схематично регенеративный воздухоподогреватель, где промежуточное теплопередающее тело в виде непроточного ротора 1 с горизонтальной осью вращения 2 размещено с зазорами относительно стенок в корпусе 3, разделенном на два отсека-газохода 4 и 5 уплотнением 6. При этом промежуточное теплопередающее тело ротор 1 может быть размещен в уплотнении 6 со смещением относительно плоскости, проходящей через уплотнение 6, как это показано на фиг.2.

Другой вариант осуществления предлагаемого способа, представлен на фиг. 3.

В предлагаемом случае промежуточное теплопередающее тело непроточный ротор 1 выполнен с двумя осями 2 вращения.

Ротор 1 такой конструкции также может быть установлен со смещением.

Предлагаемые варианты реализуют предлагаемый способ и работает следующим образом.

По одному из отсеков-газоходов поступает по касательной к поверхности теплопередающего тела поток отходящих газов и нагревает контактную часть теплопередающего тела. Принудительное перемещение промежуточного теплопередающего тела в направлении движения газовых потоков позволяет отдать тепло поступающему противотоком по второму отсеку нагреваемому потоку воздуху.

Осуществляя принудительное перемещение (вращение) промежуточного теплопередающего тела со скоростью 10-100 м/c, т.е. со скоростью по меньшей мере равной удвоенной скорости наиболее скоростного потока, тем самым увеличивает относительную скорость теплообменивающихся газовых потоков без изменения гидравлического сопротивления системы.

Экономический эффект от реализации предлагаемого способа передачи тепла складывается из сокращения расходов на эксплуатацию приводов дымососов и вентиляторов, увеличения степени утилизации тепла, стабилизации температурных параметров подогрева воздуха при работе с запыленными отходящими газами, экономии материальных затрат (в частности жаростойких материалов).

Использование: для подогрева воздуха, поступающего на горение в печи и топочные устройства и утилизации теплоотходящих газов. Сущность изобретения: при передаче тепла от потока отходящих газов к нагреваемому потоку путем одновременной их подачи к перемещаемому промежуточному теплопередающему телу, потоки передают противотоком касательно к теплопередающему телу и перемещают последнее от более нагретого потока в направлении движения потоков со скоростью, по меньшей мере равной удвоенной скорости наиболее скоростного потока. Целесообразно перемещать промежуточное передающее тело относительно теплообменивающихся потоков со скоростью 10-100 м/с. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА от потока отходящих газов к нагреваемому потоку путем одновременной их подачи противотоком к перемещаемому промежуточному теплопередающему телу, которое перемещают от более нагретого потока в направлении их движения, отличающийся тем, что потоки газов направляют по касательной относительно теплопередающего тела, а последнее перемещают со скоростью, по меньшей мере равной удвоенной скорости наиболее скоростного потока. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что теплопередающее тело перемещают относительно теплообменивающихся потоков со скоростью 10 100 м/с.