Рекуператор Советский патент 1992 года по МПК F23L15/04 

(21)4817687/06 (22) 23.04.90 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Киевский инженерно-строительный институт

(72)В.И.Моисеев, С.В.Барановская, С.П.Мороз и А.А.Худенко

(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1019179, кл, F 23 L 15/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 1267115, кл. F 23 L 15/04, 1985.

(54) РЕ КУПЕР ATOP

(57) Изобретение относится к теплообмен- ным устройствам и может быть использовано для подогрева воздуха в печах в машиностроении, стройиндустрии. Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения термодинамических потерь теплоты при нагреве воздуха. Холодный воздух поступает на вход распределительной камеры 1 и по мере прохождения по ней истекает через газовыпускные отверстия 2, снабженные патрубками 3, выполненными длиной, уменьшающейся от периферии газохода к центру. 1 ил.

ХШ

-Е

-Е. -Е

/ЗШЖЗЖ ЖЖЖЖч

ел

С

Жч

-J

Изобретение относится к теплообмен- ным устройствам и может быть использовано для подогрева воздуха в печах отраслей машиностроения, стройиндустрии и т.д.

Известен рекуператор 1, недостатком которого является малый коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому воздуху, вызванный малой эффективностью струйного натекания воздуха на стенку из- за отсутствия патрубков на выпускных отверстиях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рекуператор 2, содержащий распределительную камеру с газовыпускными отверстиями, каждое из которых снабжено патрубком, направленным на теплопередающую стенку. Патрубки выполнены переменной длины, увеличивающейся по ходу потока газа.

Недостатком этого рекуператора является пониженная термодинамическая эффективность, вызванная потерями энергии нагреваемого воздуха.

В известном рекуператоре длина патрубков для выхода воздуха монотонно уменьшается сверху вниз, а расстояние от выходной кромки патрубка дотеплопереда- ющей стенки соответственно увеличивается. При такой конструкции рекуператора максимальный расход воздуха будет в самом нижнем патрубке, кромка которого будет наиболее удалена от теплопередающей стенки, а минимальный в верхнем. Значение расхода воздуха в данном случае определяется в основном аэродинамическим сопротивлением выходу воздуха из патрубка, которое в свою очередь определяется расстоянием от выходной кромки патрубка до стенки (см. Идельчик И.Е, Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Гос- энергоиздат, 1975).

В то же время температура, скорость газов и, следовательно, тепловой поток максимальны в центре газохода и минимальны у его стенок. Если же максимум воздуха поступает в нижнюю часть рекуператора, минимум - в верхнюю, а в центральную некоторое промежуточное значение, то с учетом различного теплового потока со стороны газов в нижней части температура будет заведомо ниже чем в любой другой части рекуператора, так как количество воздуха, поступающее в нижнюю часть максимально, а тепловой поток со стороны газов - минимален.

Смешение же в кольцевом канале потоков воздуха с различной температурой приведет к падению общего потенциала (температуры) воздушного потока и снижению эффективности нагрева воздуха в рекуператоре.

Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения термодинамических потерь теплоты при нагреве воздуха.

В рекуператоре, содержащем распределительную камеру с газовыпускными отверстиями, снабженными патрубками переменной длины, направленным на теп0 лопередающую стенку, поставленная цель достигается тем, что патрубки размещены с увеличивающейся длиной от центра газохода к его периферии.

Такая конструкция рекуператора позво5 ляет осуществить распределение воздуха по высоте рекуператора пропорционально тепловому потоку, воспринимаемому тепло- передающей стенкой со стороны газов, т.е. максимум воздуха подается в центральную

0 часть рекуператора, где температура газов и их скорость максимальны. При этом температуры нагрева воздуха по всей высоте рекуператора будут примерно одинаковы и потери энергии нагреваемого воздуха бу5 дут минимальными. Влияние сносящего потока воздуха может быть устранено соответствующим выбором скорости в кольцевом канале рекуператора по сравнению со скоростью выхода воздуха из патрубка.

0 Таким образом, отличия заявляемого рекуператора являются существенными.

На чертеже изображен предлагаемый рекуператор, общий вид.

Рекуператор содержит распределитель5 ную камеру 1 с газовыми отверстиями 2, каждое из которых снабжено патрубком 3, направленным на теплопередающую стенку. Патрубки 3 выполнены переменной длины, уменьшающейся от периферии газохода

0 к центру.

Рекуператор работает следующим образом.

Холодный воздух поступает на вход распределительной камеры 1 и по мере про5 хождения по ней истекает через газовыпускные отверстия 2, снабженные патрубками 3, на теплопередающую стенку 4, которая обогревается за счет омывания дымовыми газами и излучения кладки. На0 греваясь, воздух проходит по кольцевому зазору и отводится из рекуператора.

Для снижения термодинамических потерь теплоты при нагреве воздуха, что достигается путем распределения воздуха по

5 высоте рекуператора пропорционально тепловому потоку патрубки 3 выполнены длиной, уменьшающейся от периферии газохода к центру. При этом расстояние кромки патрубка от теплопередающей стенки изменяется от 0,15 до 0,5 эквивален5 17672976

тного диаметра воздуховыпускного отвер-стиями, снабженными патрубками перестия (см. Ид ельник И.Е. Справочник по гид-менной длины, направленными на теплоперавлическим сопротивлениям).редающую стенку, отличающийся тем.

Экономический эффект на один рекупе-что, с целью повышения эффективности пуратор составляет 200 руб. на 10 тыс.м3 ути-5 тем снижения термодинамических потерь

лизируемых газов.теплоты при нагреве воздуха, патрубки разФормула изобретениямещены с увеличивающейся длиной от ценРекуператор, содержащий распредели-тра газохода к его периферии, тельную камеру с газовыпускными отвер