Индукционный нагреватель Советский патент 1987 года по МПК E21B43/24 

Описание патента на изобретение SU1298354A1

fO

15

11298354

Изобрет ение относится к нефтегаодобывающей промышленности.

Целью изобретения является повыение эффективности работы нагреваеля за счет улучшения степени теп- ообмена.

На чертеже приведен индукционньй агреватель, общий вид.

Устройство содержит концентрично установленные относительно друг друга полые немагнитный корпус 1 и стальной кожух 2, размещенные между ними индукционные катушки 3, немаг-.- нитные перфорированные решетки 4, установленный в полости корпуса 1 ферромагнитный сердечник и внешнюю трубу 6, в- которой центрируются кожух 2 и сердечник 5, выполненный в виде плотной упаковки полых перфори- роваиньк по всей поверхности шаров, которые переходят во взвешенное состояние в процессе работы нагревателя при прокачке жидкости через перфорированную решетку 4 снизу вверх. Образзтощиеся вихревые токи в сердечнике 5 и кожухе 2 нагревак)Т их. Проходящая через зазор в трубе 6 и сердечник 5 жидкость (вода) снимает тепло с сердечника 5 и кожуха 2. Вместе с тем магнитный поток омагничивает проходящую жидкость. Если в качестве сердечника служит уйаковка полых шаров 5 жидкость будет проходить и через внутреннюю поверхность шаров, т.е. контактирующая с жидкостью поверхность увеличивается на величину. внутренней поверхности шаров сердечника.

Переменный ток как в индуктирующем проводе, так и в нагревательном металле распределяется по сечению

35 т

20

25

30

40

неравномерно, плотность тока имеет наибольшее значение на поверхности проводника и спадает к его середине по экспоненциальному закону. Поэтому термический КПД нагревателя с сердечником из полых шаров или труб выше, чем для нагревателя из стержней.

5

У - удельная электропроводность материала, 1/ом.

Пример. Допустим, что индукционный нагреватель работает на частоте 2500 Гц и отдает сердечнику 400 кВт тепла. В качестве рабочего вещества выбираем воду, средняя температура которой Т 50°С, причем полагаем температуру поверхности сердечника в,еличиной постоянной и равной r.f. 70°С.

Рассмотрим три вида сердечников.

1.Сердечник состоит из стальных шаров диаметром 50 мм, размещенных в немагнитном-корпусе, внутренний диаметр которого 110 мм.

По диаметру трубы размещено по 3 шара. Высоту сердечника берем равной 3 м, т.е. по высоте разместится 60 шаров. Общее количество шаров 180 шт.

2.То же число, что и в первом случае, но только шары полые, толщину стенки которых принимаем равной 2,5 мм; каждый шар имеет 14 отверстий, диаметр отверстия выбираем 13,2 мм.

3.Сердечник состоит из трех плотно прижатьЕх друг к другу стальных труб, наружный диаметр которых 50 мм, внутренний - 45 мм; длина сердеч,ника 3м.

Диаметр труб и шаров выбран согласно известной таблицедля часто- 5 ты 2500 Гц.

Расход воды через сечение между сердечником и корпусом принимаем равным 27 .

0

5

0

I. Определяем теплообменную поверхность для указанных трех случаев:

1) F. 4 ;г R .ISO 1,413 м

45

2) F,

4 ii- 180 + 4 и Rf. 180 +

dh 14 - jd- 28

м

Толщина слоя, по которому прохо- 50 3) F, 3 fr Z(D + р ) 2,68 м. дит ток, назьшается глубиной проникновения тока и определяется по формуле, м:

II. Находим среднюю скорость О

и

0,8 м/с.

где G) 21 f;

f - частота тока, Гц;

fJi - магнитная проницаемость, Гн/м;

F, 3 fr Z(D + р ) 2,68 м.

II. Находим среднюю скорость О

и

0,8 м/с.

55

III. Определяем критерий Rg для воды, принимая за характерный размер наружньй диаметр труб или шаров сердечника:

при Т- 70 С

2,55.

15

V. Определяем коэффициенты тепло- обмена. Исследования проводились экспериментально на системах, состоящих из стальных шаров диаметром 30 мм и шаровых стенок с двумя отверстиями диаметром 13 мм в потоке воды.

В процессе экспериментов проводились измерения расхода воды с помощью ротаметра и тепловых потоков с помощью датчиков--тепловых потоков, располагаемых на поверхности шара и на внутренней поверхности шаровой стенки.

В результате исследований получены следующие экспериментальные данные, прив еденные в таблице,

Коэффициент теплообмена при продольном обтекании труб:

25

РГ. /Р.

Nu,0,021 кГ, -Р.-; 303;

Nitltf- 3920 а

2140

3358 4370

5269 6092

6858 7581

8268 8926

1,0

9959

VI, По известной формуле определяем снимаемое тепло с сердечника для трех видов сердечников

,(T, ei,F(T ,F,(Tc T) 231504 Вт; T) 551000 Вт; T) 210100 Вт.

15

.

25

30

; Таким образом, максимальное количество снимаемого с сердечника тепла получается тогда, когда сердечник вьшолнен из плотной упаковки полых шаров с перфорированной оболочкой, В случае, если сердечник вьтолнен в виде плотной упаковки шаров или же в виде плотного набора труб, количество снимаемого тепла практически одинаковое.

Формула изобретения

Индукционный нагреватель, содержащий концентрично установленные от- носительно друг друга полые ферромагнитный кожух и корпус, размещенные меясду ними индукционные катушки к установленный в полости корпуса ферромагнитный сердечник, выполненный в виде шаров, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы нагревателя за счет увеличения коэффициента теплообмена, шары выполнены полыми и перфорированными по всей поверхности.

2627

4020 5311

6495 7512

8624 9732

10820 11930

1.0

12990

Похожие патенты SU1298354A1

название год авторы номер документа
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ 1991
  • Фролов К.С.
  • Соколов В.М.
  • Богачев А.А.
  • Логинов Н.Л.
  • Рамазанов Р.Р.
RU2010954C1
Способ получения псевдоожиженного слоя и аппарат для его осуществления 1984
  • Тамбовцев Юрий Иванович
SU1255196A1
ИНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ ЛАБИРИНТНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТЕЙ 2015
  • Левшин Геннадий Егорович
  • Левшин Александр Геннадьевич
  • Серых Алексей Васильевич
RU2604963C2
СКВАЖИННЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ 2001
  • Дрягин В.В.
  • Опошнян В.И.
  • Копылов А.Е.
RU2200228C2
Способ проведения химической реакции в псевдоожиженном слое ферромагнитных частиц и аппарат для его осуществления 1982
  • Тамбовцев Юрий Иванович
SU1232277A1
Индукционный скважинный нагреватель 2019
  • Булдаков Иван Дмитриевич
  • Исаков Андрей Владимирович
RU2721549C1
Индукционный скважинный нагреватель 2016
  • Вдовин Эдуард Юрьевич
  • Локшин Лев Иосифович
  • Локшин Роман Львович
  • Лурье Михаил Адольфович
  • Ошмарин Никита Сергеевич
  • Малинин Дмитрий Алексеевич
  • Смирнов Андрей Николаевич
  • Устинов Вадим Владимирович
  • Коротаев Александр Дмитриевич
RU2620820C1
ИНДУКЦИОННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ 2001
  • Гладков А.Е.
  • Мека В.Ф.
  • Тышко А.И.
RU2198284C2
Индукционный нагреватель 1976
  • Соколов Валерий Михайлович
  • Доброскок Борис Евлампиевич
  • Ситников Александр Николаевич
  • Махьянов Наиль Хазипович
  • Фролов Константин Сергеевич
  • Булгаков Ришат Тимиргалеевич
  • Фаррахов Эдуард Заевич
SU703653A1
Подвижная кассета для термообработки дисперсного материала в электромагнитном поле 1983
  • Тамбовцев Юрий Иванович
SU1198346A1

Реферат патента 1987 года Индукционный нагреватель

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. Цель - повьщение эффективности работы нагревателя за счет улучшения степени теплообмена. Нагреватель содержит концентрично установленные относительно друг друга полые немагнитный корпус 1 и стальной кожух 2. Между ними размещены индукционные катушки 3 и немагнитные перфорированные решетки 4. В корпусе 1 установлен . ферромагнитньш сердечник (ФС) 5, выполненный в виде полых перфорированных по всей поверхности шаров. Кожух 2 и ФС 5 центрируются во внешней трубе 6. В процессе работы нагревателя шары переходят во взвешенное состояние под действием прокачиваемой через решетку 4 жидкости. Образующиеся вихревые токи в ФС 5 и кожухе 2 нагревают их. Проходящая через зазор в трубе 6 и ФС 5 жидкость снимает тепло с ФС 5 и кожуха 2. При этом магнитньй поток омагничивает проходящую жидкость, которая проходит и через внутреннюю поверхность шаров. В результате поверхность, контактирующая с жидкостью, увеличивается. 1 ил., 1 табл. i (Л 3

Формула изобретения SU 1 298 354 A1

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1987 года SU1298354A1

Индукционный нагреватель 1976
  • Соколов Валерий Михайлович
  • Доброскок Борис Евлампиевич
  • Ситников Александр Николаевич
  • Махьянов Наиль Хазипович
  • Фролов Константин Сергеевич
  • Булгаков Ришат Тимиргалеевич
  • Фаррахов Эдуард Заевич
SU703653A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Авторское свидетельство СССР № 1228545, кл
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

SU 1 298 354 A1

Авторы

Журавский Геннадий Иванович

Подберезский Анатолий Иванович

Рыбчинский Виктор Михайлович

Калинин Евгений Михайлович

Даты

1987-03-23Публикация

1985-03-26Подача