Фурма

коэффициент позернатяжения;плотность рабочегускорение свободнвысота от носка фночки;угол смачивания ж остного о ССС етельст /48, 19 св. В 9 я тем, ктивнос ней пол ела 1 падениямы до ван 3713,чтои тепсти ости. ССЮЭ СОВЕТСКИХсаюапаеснипРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСДНИЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ ф 11 9 33713(71) Днепропетровскийвого Красного Знамениный университет им. 30соединения Украины с Р(54)(57) ФУРИА по авт.о т л и ч а ю щ а я сс целью повышения зффелопередачи, на внутрен корпуса выполнена к ,ка, в которую завед ристый.материал, вы ;нюю поверхность уча фуриы, при этом ван ,капиллярно-пористым радиусом пор льцевая ванноч" н капиллярно-по" тилакхаий внутрен тка теплоподвода очка заполнена материалом сИзобретение относится к черной металлургии, конкретно к погружным фурмам для продувки жидкого металла.По основному авт,св. 9 933713, известна фурма для продувки жидкого, металла, выполненная по.принципу теп ловой трубы с теплообменником и тер мосифоном 11).Такая конструкция позволяет эффективно отводить тепло, однако максимальная величина. теплопередачи дости гается в случае, когда процесс теплообмена (испарения) осуществляется непосредственно с поверхности капиллярно-пористого материала, насыщенного теплоносителем. Над его поверх ностью отсутствует слой теплоносителя.В этом случае критические тепловые потоки при испарении из фитиля более чем втрое превышают критические тепловые потоки в условиях есФственной конвекции. Для обеспечения указанных условий необходимо на всех режимах работы предотвратить стекание и скопление теплоноаителя в носо вую часть фурмы. Однако в связи с большой длиной корпуса (до 2-2,5 м) при оптимальной пористости капилляр- но-пористого материала, составляющей 80, и соответствующем этой пористости эффективном диаметре пор ( 50- 60 мк) удержать такой столб жидкости только вследс свие действия капиллярных сил не представляется возможным. Кроме того количество теплоно"сителя в носовой части Фурмы и в капиллярно-пористом материале зависитот режима работы фурмы и минимальнотолько на расчетном режиме, которыйсоответствует наиболее напряженным 40условиям работы,При номинальных режимах на участке испарения скапливаемся значительное количество рабочей жидкости,увеличивающей термическое сопротивление тепловому потоку, уменьшающейповерхность капиллярно-пористого материала, с которей осуществляетсяэффективное испарение теплоносителя.В связи с затоплением теплоноси-телем носка, который работает в наи 5более теплонапряженных условиях,коэффициент теплопередачи уменьшаетсяв 5-6 раз а )критические тепловыепотоки более чем в три раза, в связис чем существенно понижается эффективность, а следовательно, и стойкость фурмы.Цель изобретения - повышение эффективности теплопередачи.Поставленная цель достигается тем,60что в устройстве на внутренней полости корпуса выполнена кольцевая ванночка, в которую заведен капиллярно;орнстый материал, выстилакщий внутенюю поверхность участка теплопод вода фурмы, при этом ванночка запол-нена капиллярно-пористьм материаломс эффективным радиусом пор гз гбсоз Е у сЭ 1где 6 - коэффициент поверхностногонатяжения;р - плотность рабочего телас - ускорение свободного падения;Ъ - высота столба от носка фурмыдо ванночки;6 - угол смачивания жидкости.На фиг.1 схематически представлена Фурма, поперечный разрез; на Фиг 2 и 3- узел 1 на фиг.11 на Фиг,4 и 5 - узел й на фиг. 1.Фурма состоит из корпуса 1 с наконечником 2, выстеленных капиллярнопористым материалом 3. В зоне отвода тепла расположена демпфирующая емкость - термосифон 4, заправленная )аК сплавом с дефлектором 5. Последний охватывает зону б конденсации, которая одновременно является зоной испарения демпфирующей емкости термосифона 4. Демпфирующая емкость термосифона 4 в хвостовой части фурми охватывает теплообменник 7, Кольцевая ванночка 8 с капиллярно-порис-, тым материалом 9 выполнена в конце зоны испарения корпуса 1, в связи с чем в исходном положении рабочее ъело помещается в капиллярно-пористом материале, выстилающем зону испарения с наконечником 2, и капиллярнопористом материале, расположенномванночке 8. При этом вследствие капиллярного давления рабочее тело удерживается от стекания в наконеч 1 ник 2 .Фурма работает следующим образок.При погружении корпуса 1 с наконечником 2 в жидкий металл рабочее тело, заполняющее капиллярно-пористый материал 3, расположенный на цилиндрической,теплопередающей поверхности и наконечника 2, испаряется и конденсируется в зоне б на участке демпфирующей емкости - термосифона 4. Теплота парообразования рабочего тела поступает к двухфазной емкоститермосифону 4. Образовавшийся пар в емкости - термосифоне 4 по кольцевой полости,образованной корпусом 1 и дефлектором 5 поступает к теплообменнику 7, конденсируется. Сконденсировавшийся пар рабочего тела стекает по стенкам в ванночку 8 с капиллярно-пористым материалом 9, При этом в результате капиллярного давления на капиллярно-пористом материале ванночки 8 рабочая жидкость продолжает удерживаться от стекания в наконечник,. а необходимая подпитка осуществляется вследствие гидростатического столба жидкости и разности капилляр- . ного давления в ванночке и в зоне наконечника.При увеличении теплового потока вследствиеиспарения с поверхности и потерь давления приперемещении жидкости .из ванночки 8 к наконечнику 2 увеличивается кривизна менисков Г и й в зоне йодвода тепла .и на по верхности капилляров в ванночке 8 (Фиг.2 и 4).При изменении баланса сил, действующих на стслб рабочей жидкости эа счет разности капиллярных давлений 5 в зоне подвода корпуса 1 тепла, наконечника 2 и ванночки 8, . рабочее тело начинает перетекать к наконечнику 2, обЕспечивая подпитку капиллярио-пористого материала. Чем интенсивнее тепловой поток, тем большая разница в капиллярных давлениях в наконечнике 2 и ванночке 3, тем . интенсивней подпитка,Аналогично при уменьшении теплового потока радиус кривизны в зоне наконечника 2 Й 2 увеличивается, г в.ванночке 8 уменьшается, капиллярноедавление уменьшается.В результате разность капиллярных давлений уменьшается (Фиг. 3 и 5).и, как следствие, уменьшается подпитка. При уменьшении теплового потокадо нуля течение жидкости.прекращается.Предлагаемая Фурма позволяет автоматически обеспечить в капиллярио-пористом материале, выстилающем внутреннюю теплоотводящую поверхность,необходимое для обеспечения эффектив-,ного теплообмена количество тепло"носителя по всей высоте участка теп-,лоподвода на любом режиме работы фур,мы, при этоьеиэлишки теплоносителяакуммулируются в ванночке.Кроме того, отпадает необходимостьв,сложных .расчетах по определениютребуемой величины заправки, котораядолжна учитывать какое количество.металла находится в процессе работЫв капиллярно-пористом материале, впленке, стекающей в зоне конденсации, и паровой фазе,41014916 Щ г 4 Редактор С,Юа аказ Фил 13,5/22 ВНИИПИ по 13035, ставитель ф.Кахановхред М.Коштура Корректор А.Пав Еираж 568 Государственного ком елам изобретений и от осква, Ж"35, Раушска