Способ нагревания жидкостей Советский патент 1982 года по МПК F24H7/00 F24J1/00 

Изобретение относится к способам нагревания жидкостей в теплоиспользующих аппаратах например, в обогревательных системах и установках испарения жидкостей, дистипляционных, теплового разложе ния или синтеза жидкостей. Известен способ нагревания жидкостей в реакционной камере теппоиспользующего аппарата путем теплообмена с наса№кой, размещенной в камере и нагреваемой при воспламенении гомогенной смеси топлива и окислителя l . Недостаток известного способа состоит в том, что смесь топлива и окислителя воспламеняется перед входом в насадку и газы, выходящие из насадки, сохраняют достаточно высокую температуру, т. е. тепло их полностью не исполь зуется, в результате чего снижается КПД процесса. Цель изобретения - улучшени е теплоотдачи. Указанная цель достигается тем, что воспламенение гомогенной смеси осуществляют последовательно по высоте слоя насадки, передающей выделяющееся тепло жидкости посредством излучетш в диапазоне длины волны 0,5-6,0 мкм, В качестве насадки применяют силикат циркония или смесь металлов, окис лов и карбидов металло.в, стойких к высоким температурамПри осуществлении способа нагревания жидкостей смесь вводят с более высокой скоростью, чем скорость распространения пламени. В этих условиях смесь воспламеняется лишь после прохождения определенного участка через этот слой . т. е. она воспламеняется постепенно с определенной задержкой во времени, однако без каталитического воздействия. Вследствие этого достигается пирометр ческая температура и температура сгорания, которой обеспечивается излучение в нужном диапазоне длины волн от 0,5 до 6 мкм. Газы сгорания поверх слоя могут быть охлаждены до любой низкой те 1Пературы, составляющей в реакторах

менее . Это обеспечивается благодаря тому, что в едитше объема высвобождается такое количество тегохо- вой энергии, что пирометрическая температура, несмотря на значительный отвод тепла, остается достаточно высокой для обеспечения ияпучен ш в благоприятной области спектра волн, так как этому со|Действуют и свойства насадки.

На фиг. 1 изображен котел, для осу ществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 - то же, вертикальный разрез.

Котел содержит внешнюю 1 и внутрен- нюю 2 оболочки, связанные дымовыми каналами 3, трубопровод 4 дая подачи смеси тоштива, сопла 5, реакционную камеру 6, заполненную насадкой 7, состоящей из газопроницаемой активной массы, например, силиката циркония. Снаружи котел снабжен корпусом 8 и газоходом 9 для отвода отработавших дымовых газов. Патрубок Ю предназначен для подачи воды, а 11 - для отвода ее. Насадка 7 распределена слоями .

При работе котла вода поступает че- рез патрубок 1О, заполняет пространство между внешней 1 и внутренней 2 оболоч ками, а гомогенная смесь топлива с возду хом вводится через сопла 5 в реакционную камеру 6, заполненную BKTVIBHOE насадкой 7, при этом слои 12 и 13 насад ки остаются холодными, между слоями 13 и 14 происходит полное сгорание смеси, в результате чего температура насадки становится на несколько сот градусов выше температуры газов, причем тепловая энергия переходит в энергию излучения, преимущественно инфракрасного и по доот Егнутой температуре в видимой части спектра находится главным образом в диапазоне длины волны порядка 0,5-6 мкм.

Энергия излучения поступает на внутреннюю оболочку 2 и преобразуется без потерь в тепло, которое передается нагреваемой воде. В слое 14 температура газа, начинает превышать температуру

касадки и до слоя 15 происходит передача тепла путем излучения и конвекции горячего газа. Благодаря излучению наг ревается часть насадки в диапазоне более длинных волн, приблизительно 6-15 мкм. Температура газа в слое 15 снижается до 200-300С прк полной нагрузке котла, и газы с этой температурой через дымовые каналы 3 входят в пространство между оболочкой 1 и корпусом 8, после чего через газоход 9 с температурой 2ОО С выводятся из котла.

Передача тепла, произведенная при вышеуказанных условиях, ,дает возможность уменьшить поверхность нагревания не менее, чем на 10% по сравнению с извесными конструкциями, и благодаря этому уменьшить габариты аппарата для осуществления способа. При этом горение смеси топлива и окислителя происходит полностью при избытке воздуха около 3%

Формула изоб.ретения

1.Способ нагревания жидкостей в реационной камере теплоиспользуюигах аппаратов путем теплообмена с насадкой, размешенной в камере и нагреваемой при воспламенении гомогенной смеси топлива

и окислителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплоотдачи, воспламенение гомогенной смеси осуществляют последовательно по высоте сло насадки, передающей выделяющееся тепло жидкости посредством излучения js диапазоне длины волны 0,5-6,0 мкм.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве насадки применяют сиггакат циркония.

3.Способ по п. 1, отлич ающ и и с я тем, что в качестве насадки рргпушняют смесь металлов, окислов и карбидов металлов, стойких к высоким температурам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 75823, кл. F 22 В 31Ю8, 1949.

/(

//