Насадка Советский патент 1992 года по МПК F28D9/00 F23L15/04 

Изобретение относится к теплоутилизационным устройствам рекуператорам, применяемым для нагрева воздуха за счет тепла уходящих продуктов сгорания в нагревательных и термических печах машинострои- тельнойиметаллургической

промышленности.

Известны теплообменники с монолитной теплообменной насадкой типа термоблок, которая представляет собой пучок стальных труб, залитых чугуном, в котором система труб для прохождения воздуха и система труб или отверстий для прохождения продуктов сгорания расположены во взаимно перпендикулярных направлениях. Крупным недостатком термоблоков является их громоздкость, большая удельная масса, примерно 2 кг/м3 ч, недостаточно развитая теплообменная поверхность, 10- 15 м /м обьема насадки.

Наиболее близким техническим решениям являются рекуператоры из пластин с ребрами - из сребренных панелей с

перекрестным расположением панелей, образующих насадку с каналами для прохода воздуха и продуктов с:орания. Такая насадка компактна, до 100 объема и более, может иметь малую удельную массу 0,1-0,2 кг/м ч, однако обладает относительно высоким аэродинамическим сопротивлением, особенно по дымовому тракту, недостаточно высокой теплоотдачей на воздушной стороне, что ограничивает общий коэффициент теплоотдачи.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в рекуператоре. Указанная цель достигается тем, что в насадке, содержащей размещенные друг за другом пластины, снабженные ребрами, с образованием каналов для прохода среды, верхний край ребер выполнен гофрированным по закону

сл

4 4 О О

4

smX (0.007-0.011).§

где h - высота и д - толщина ребра, мм.

На фиг.1 схематично показана в аксонометрии насадка рекуператора; на фиг.2 - форма гофрирования ребер; на фиг.З - геометрические соотношения синусоидальной гофрировки.

Насадка образована воздушными 1 и дымовыми 2, перекрестно расположенными сребренными пластинами, причем ребра со стороны дыма (продуктов сгорания) 3 распо

ложены с зазором 4 по отношению к противоположному основанию пластины 1, а ребра 5 со стороны воздуха расположены без зазора с противолежащим основанием дымовой пластины 2.

Продукты сгорания движутся сверху вниз (снизу вверх) по каналам, передавая теплоту ребрам 3 и основаниям воздушной 1 и дымовой 2 пластин. Ребра 3 переизлучают теплоту к основаниям пластин 1 и 2, увеличивая косвенно теплоотдачу от продуктов сгорания к основаниям пластин. Гофрирование ребер увеличивает турбули- зацию потока продуктов сгорания, повышая конвективную теплоотдачу к ребрам. Воз- дух, двигаясь справа налево по воздушным каналам, воспринимает конвективно теплоту от оснований пластин 1 и 2 и ребер 5, последние воспринимают теплоту излучением от оснований пластин 1 и 2. Гофриро- вание ребер увеличивает турбулизацию воздушного потока, повышает конвективную теплоотдачу к воздуху.

Расположение ребер пластин дымового тракта с зазором 4, превышающим, напри- мер, в два раза высоту ребер, позволяет при той же площади теплообмена и практически маломеняющемся коэффициенте теплоотдачи в 2-3 раза уменьшить аэродинамическое сопротивление, что играет важную роль при установке рекуператоров на печах, где дымовая тяга ограничена определенной

0

5

0 5 0

5 0

высотой дымовой трубы или параметрами дымососа.

Величина коэффициента 0,,011 с учетом относительной толщины ребер в выражении для определения sinX является оптимальной. Как показали эксперименты по нагреву воздуха в рекуператоре, дальнейшее увеличение гофрирования насадки (увеличения изгиба каналов) приводит к заметному увеличению аэродинамического сопротивления.

В пределах значения коэффициента 0,007-0,011 величина коэффициента теплоотдачи составляет 52-55 Вт/м град, увеличение по сравнению с гладкими каналами составляет 30-35%, аэродинамическое сопротивление увеличено лишь на 20-30%. При значении коэффициента 0,011 аэродинамическое сопротивление заметно возрастает при небольшом увеличении коэффициента теплоотдачи. Гофрирование края ребер каналов на воздушной стороне насадки позволяет на 30-35% увеличить коэффициент теплоотдачи и соответственно на 10-15 с общий коэффициент теплопередачи, что приводит к заметному увеличению производительности и уменьшению удельной массы и габаритов рекуператора.

Формула изобретения

Насадка, преимущественно для рекуператора, содержащая размещенные друг за другом пластины, снабженные ребрами, с образованием каналов для прохода среды, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, верхний край ребра выполнен гофрированным по закону

sinX (0,00-Ю 011}|j

где h - высота ребра мм; д- толщина ребра, мм.

|4 II

(раг1

Использование: в металлургии и машиностроении, в области теплоутилизационных устройств - рекуператоров. Сущность изобретения: насадка образована воздушными 1 и дымовыми 2 перекрестно располо- женнымм сребренными пластинами. Продукты сгорания при движении передают теплоту ребрам 3 и основаниям пластины . Турбулизация потока продуктов сгорания увеличивается выполнением верхнего края ребер гофрированным по закону sinX (0,007-0,011) (h/b), h - высота ребра, мм; б- толщина ребра, мм. 3 ил.

фа г 2

фие.З