Подогреватель газа Советский патент 1993 года по МПК F25B9/02 

(Л

С

Использование: в устройствах для подогрева потока за счет аэродинамического торможения. Сущность: подогреватель имеет несколько нагревательных элементов, ус- тановленных поярусно в кольцевой полости, каждый из которых выполнен в виде аэродинамического генератора с входными тангенциальными патрубками, конфузорной и диффузорной частями и укрепленной между ними резонирующей ка- меры торможения, причем каждая камера подключена к газоотводящей трубе. 2 ил.

Изобретение относится к газодинамике и теплотехнике, а точнее к устройствам для подогрева газа за счет аэродинамического торможения.

Известны подогреватели газа на основе эффекта Ранка-Хилша, которых подогревается большая часть входного потока (до 70%). а остальная часть отводится охлажденной. Недостатком такого устройства является невозможность обеспечить подогрев всего входного потока.

В акустических генераторах Гартмана- Спрингера обеспечивается нагрев материала (стенки), при этом газ охлаждается, поэтому при конвектйвном подогреве потока возникает проблема утилизации холодного потока. Недостатком данных подогревателей является их низкая экономичность и эффективность.

Целью изобретения является повышение эффективности нагрева.

Цель достигается тем, что подогреватель снабжен несколькими нагревательными элементами, установленными поярусно в кольцевой полости, каждый из которых выполнен в виде аэродинамического генератора с входными тангенциальными патрубками, конфузорной и диффузорной частями и укрепленной между ними резонирующей камеры торможения, причем каждая камера подключена к газоотводящей трубе.

На фиг. 1 представлен подогреватель газа, на фиг. 2 - ускоритель потока.

Подогреватель включает трубу 1 подвода газа, внутреннюю гэзоотводящую трубу 2, акустический генератор 3 с резонирующей камерой аэродинамического торможения, отводы 4, 5 нагретого газа, крепление 6 генератора к трубе, перегородку 7. фланец 8 газоотводящей трубы.

Работает подогреватель следующим образом.

VJ 00

д го

4 О

СО

Входящий поток поступает через трубу 1 в кольцевую nd/iocTb, где распределяется по акустическим генераторам 3. В ускорителях потоки увеличивают скорость до сверхзвуковых и встречно движутся до камеры торможения, где тормозятся и подогреваются за счет аэродинамического и акустического эффекта. Подогретый поток из камеры через отвод 5 направляется в газоотводя- щую трубу 2, а затем к потребителю через фланец 8.

Последовательность процесса нагрева потока следующая: ускорение входящего по концам генератора газа за счет прохождения сопла с косым срезом и последующее встречное ускоренное движение с вращением по стенке конический (цилиндрической) камеры и взаимное торможение встречных потоков в камере (резонаторе). Температура аэродинамического торможения (подогрева) ускоренного до сверхзвука потока определяется по известному соотношению:

i нам

+

(WK .-. WH

Ср

i нач

1 -

где Т - температура; W - скорость; Ср - удельная теплоемкость газа; М - число Ma- 3 ха; К - коэффициент изоэнтропы.

10

15

20

25

3

Как следует из соотношения, эффект подогрева зависит от скорости разгона потока и теплофизических особенностей газа. Акустический резонанс, возникающий в камере, в свою очередь подогревает стенку и охлаждает поток. Поэтому сочетание этих эффектов обеспечивает достижение цели.

В зависимости от расхода и давления газа подбирается определенное количество подогревателей и их распбложение в кольцевой камере в 1 или 2 ряда, исходя из технологических особенностей изготовления.

Формула изобретения

Подогреватель газа, содержащий цилиндрический корпус, подключенный на входе к газоподводящему источнику, кон- центрично установленную в корпусе с образованиемкольцевой полости газоотводящего трубу и подогревательное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, подогревательное устройство выполнено в виде нескольких элементов, установленных поярусно в кольцевой полости, каждый из которых выполнен в виде аэродинамического генератора с входным тангенциальным патрубком, конфузорной и диффузорной частями, и укрепленной между ними резонирующей камерой торможения, причем каждая камера подключена к газоотводя- щей трубе.