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
,н
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
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | 1991 |
|
RU2010954C1 |
Способ получения псевдоожиженного слоя и аппарат для его осуществления | 1984 |
|
SU1255196A1 |
ИНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ ЛАБИРИНТНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТЕЙ | 2015 |
|
RU2604963C2 |
СКВАЖИННЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | 2001 |
|
RU2200228C2 |
Способ проведения химической реакции в псевдоожиженном слое ферромагнитных частиц и аппарат для его осуществления | 1982 |
|
SU1232277A1 |
Индукционный скважинный нагреватель | 2019 |
|
RU2721549C1 |
Индукционный скважинный нагреватель | 2016 |
|
RU2620820C1 |
ИНДУКЦИОННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ | 2001 |
|
RU2198284C2 |
Индукционный нагреватель | 1976 |
|
SU703653A1 |
Подвижная кассета для термообработки дисперсного материала в электромагнитном поле | 1983 |
|
SU1198346A1 |
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
Индукционный нагреватель | 1976 |
|
SU703653A1 |
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Авторское свидетельство СССР № 1228545, кл | |||
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Авторы
Даты
1987-03-23—Публикация
1985-03-26—Подача