Способ охлаждения фурмы для продувки жидкого металла Советский патент 1976 года по МПК C21C5/48 

Это достигаечия тем, что в известном способе охлаждения Для продувки мв алпа, вкгаочающем воздействие на поток охладители,;, нодаваемого через соответствующий тракт к поверхности теплообмена, импупь сами ультраабукшых колебаний с частотой поафорения 1О.100 в сек, ультразвуковые колебания осуществляют с амплитудой переменного (звукового) давления, в 2,,5 раза превышающей статическое давление 10 охладителя.

Такое решение способствует растворению зародышевых пузырькш .л одновременному сокращению числа крупных пульсирующих полостей, очищению от них поверхности IS излучателя, что резко улучшает условий передачи акустической энергий от поверхности изл 1ателя к удаленным участкам; охладителя, увеличлшает число захлопываю щихся полостей не только в непосредств;ан-. 10 ной близости от исчючника колебаний, но и вдали от неге. При этом число захлопываюигихся полостей нарастает бьстрее.чем сс 1фа1цаетс51|чиспо зародышей кавитации, а эрозионная активность крвитационной облас. 25 ти значительно повышается. Так при интенсивности ультразвуковых колебаний nt рядка iO ВТ/CM -эрозионная активность аьитационнойобласти увеличивается в 10- 100 раз, или при том же уровне эрозии 30 интенсивность ультразвука уменьшается на один - два порядка, ..что резко повышает эффективность процесса очистки поверхности теплообмена от накипи.

Пример. Охлаждение фурмы для продувки металла осуществляют охладителем в частности водой, подаваемой под давлением 1,О-1,2 Мн/м (1О-12 ат) через соот-40 ветствуюший тракт к поверхности теплообмена. При прохождении охладителя через отводящий тракт фурмы на него воздейстBOaauiH ультразвуковыми колебаниями с час- повторения:, 10-100 в сек и ампли- 45 ту.дшй переменного (звукового) давления, в 2,,О-2,5 раза превышающей статическое давление охладителя.

При прохождении через охладитель ульт;развуковых колебаний, вследствие поглз- «ю щения ультразвуковой энергии., создаются высокие градиенты плотности энергии, что влечет за собой появление общих и мест- ных 1идродинамических потоков или акустич ческих течений. Они имеют вихревой харак- 55 тер и обладают скоростью от нескольких единиц до сотен сантиметрг в секунду,

Кроме того, в пограничном слое также

Бознякают вихревь е потоки, тесно связан- ные с рэлеевскими вихрями.

Кроме вихревых пот1жсж, в охладителе озникает однонаправленное движение, назыаемое радиационным давлением. Оно воз икает в результате потери импульса зву- сяаой волны при встрече с поверхностью еплообмена фурмы, так как в силу заксжа охранения импульса эта потеря ки пенси- уется однонаправленным движением охладиеля.

Указанные явления способствуют повыш&ч дию интенсивности теплообмена в слоях oxiладителя и особенно в пограничном сдое,а также уменьшают количество накипи на пО верхности теплообмена фурмы.

Увеличение амплитуды переменного (зву ксюого) давления в 2,,5 раза относитель но статического давления охладителя, увели™ чивает силы механического воздействия, повышает эрозионную активность кавитацион. ног о пузырька и благодаря сокращению размеров кавитационного облака позволяет полу,чить большую интенсивность обрабатываемого охладителя.

Максимальная эрозия наблюдается тогда, когда амплитуда переменного давления в 2,О- 2,5 раза выше статического давления дителя. При этом Критерий эрозионной актив. ности увеличивается на несколько порядков, что позволяет резко сократить затраты энергии.

Однако наибольшее значение на повышение теплообмена, разрушение паровой пленки и предотвращения образсяаания накипи на поверхности теплообмена оказывает явление Кавитации, заключающее в, образовании разрывов сплошности охладителя, возникновении полостей, заполненных в той или иной мере паром охладителя и газом, растворенным & нем, и захлопыванием этих полостей, сопро вождаюшееся интенсивными ударами.

Таким -образом,: при распростране;А и в .охладителе ультразвуковых колебаний в конеч ной стадии захлопывания и в начале вторич- чого расширения кавитационной пол ости вознии. кают мощные кратковременные импульсы давления, максима яьное зийчениа которог ч составляет несколько тысяч атмосфер. Такие высокие ударные давления на поверхности теплообмена фурмы, соприкасающейся в okU ладителе с кавитационными щзырьками, вы« зывают полное разрушение паровой пленки, пленки накипи или каких либо других- загряз. нений.

Использование предлагаемого способа охлаждения фурмы для продувки металла обес- печивает по сравнению с известным спосо бом повышение эффективности процесса очист ки поверхности теплообмена фурмы от накипи и стойкости последней. При этом затраты

60 энер1 ии уменьшаются в несколько раз.

5б

Формула изобретениясов в сек, о т л и ч а ю ш и и с я тем.

формулойн целью п(жышения эффективности проСпособ охлаждения фурмы для продув-поверхности теплообмена, ультразвуковые

ки жидкого металла, путем воздействия на колебания осуществляют с ампли-Ь дой в 2,0пс«-ок охладителя ультразвуковыми колебания- 2.5 раза превышающей статическое давление ми с частотой повторения lO-lOO импульг- охладителя.

5 11354

цесса ;предбтврященйя образ сеания накипи на