Устройство для нагрева труб на газовой подушке Советский патент 1986 года по МПК C21D9/08 

1

Изобретение относится к термической обработке труб и быть применено в устройствах для интенсивного нагрева и охлаждения труб на заводах металлургии и машиностроения.

Цель изобретен.ия - расширение технологических возможностей и снижение энергозатрат на процесс за счет обеспечения более гибкого регулирования скорости вращения труб вокруг оси, выравнивая теплоотдачи от потока газа к поверхности трубы и интенсификации теплообмена между газом и поверхностью труб1)1. При заданных постоянных расходах теплоносителя возможно до- стичь повышения производптелтлюсти устройства.

На чертеже представлено устройство для нагрева труб на,газовой подушке, общий вид.

Устройство содержит приемный короб 1, вулравнивающую сетку 2, попуци- линдрический желоб (основание) 3, труоу 4, закрывающуюся заслонку 5, v отверстия 6 и 7 полуцили};дрического желоба, перекрываему ю поперечную выходную щель 8.

Устройство работает следу ощим образом .

Подогретый газ вводится в приемный короб, равномерно распределяясь по объему короба, для чего служпт выравнивающая сетка. Далее газовый поток проходит через отверстия полуцилиндрического основания 3 и поступает в пространство между пол цилиндрическим основанием и поверхностью трубы под давлением, достаточным для поддержания трубы во взвешенном состоянии. Струи, истекающие из отверстий полу- дилипдрического основания, ударяются о поверхность трубы, изменяют свою траекторию и движутся поперек образующей изделия в пространстве между трубой и попуцилиндрическим основани- ем. При изменении, к примеру, положения закрыва ощей заслонки с одной стороны от трубы изменяется симметричное Положение трубы по отношению к основанию (направление стрелки).

В данном устройстве возможна установка элемента для уменьше1нш площади продольного сечения одной выходной продольной щели между поверхностью трубы 4 и полуцилиндрическим ос- нопгпием 3 на отрезке длины дуги полуцилиндрического основания от крайнего отверстия 6 основания до выход1062

ной щели 8. При этом отношение площади частично перекрытой вькодной продольной щели к начальной площади выходных щелей, которая определяется по сечению, где установлено устройство, уменьшающее сечение для прохода газов, должно быть в диапазоне 80- 10%. В этом случае под закрывающей заслонкой возникает зона повышенного статического давления в связи с переходом части динамического давления потока газа в статическое при ударе набегающего потока о заслонку. Труба перемещается в направлении двюкения заслонки. При перемещении тру.бы 4 изменяется конфигурация каналов слева и справа от трубы, мелоду основанием 3 и трубой А, В левом канале происходит уменьшение расстояния мехсду трубой 4 и основанием 3, что приводит к увеличению в нем скорости движения газового потока и уменьшению статического давления в канале. Под действием перепада статического давления в канале с большим объемом между поверхностью трубы и основанием (правый канал) и в канале меньшим объемом (левый канал) труба 4 перемещается в сторону выравнивания давлений. При отклонении трубы 4 от центра симметрии основания 3 струи вытекают из отверстий 6, 7, направленных к центру симметрии основания 3, не по нормали к поверхности трубы 4, а под некоторым углом. Поэтому силы ударов струй о поверхность трубы можно разложить на нормальные и касательные составляющие по отнощеншо к поверхности трубы 4. Касательные составляющие силы ударов струй о поверхность трубы направлены в одну сторону и создают крутяшд1Й момент относительно продольной оси. Закрывающая заслонка 5 уменьшает площадь продольного сечения одной выходной щели 8 между поверхностью трубы 4 и полуцилиндрическим основанием 3 на 80-10% по отноше- Ш1Ю к начальной площади выходных щелей в том же сечении. Это условие вызвано необходимостью создания крутящего момента относительно продольной оси трубь, способного преодолеть инерцию покоя трубы, находящейся во взвешенном состоянии. При отношении площадей одной частично перекрытой выходной щели к начальной ГЕлощади выходных щелей более 80% крутящий момент, создаваемый аэродинамическими

3125/1064

силами, не преодолевает инерцию по- Применение изобретения позволяет коя, а при отношении площадей менееэкономить энергию на подачу теплоно- 10% статическое давление под закрыва-сителя при заданной производительно- ющей заслонкой возрастает настолько сти установки, повысить качество тер- что труба А прижимается к противопо- 5мообработки труб и расширить техно- ложной кромке основания 3, поэтому влогические возможности за счет гиб- этих диапазонам труба 4 не вра-кого регулирования скорости вращения щается.труб.