Устройство для смешения газовых потоков

: 2 .., О " й 3 ч л г% САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (72) Л. С. Левин и В, М. Алешина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ(57) Изобретение касается перемешивания газовых потоков для получения однородной смеси, м.б, использовано в металлургии, химической, энергетической и других отраслях промышленности и позволяет снизить затраты на изготовление и эксплуатацию участка смешения газовых потоков с различной плотностью. В устройство поступают два потока, один - по газоходу 1, другой - через патрубок 2 с щелевидным сечением в месте его ввода в газоход, Патрубок располагают сверху газохода для ввода потока с плотностью выше, чем плотность потока в газоходе, В противном случае его располагают ниже газохода. Щелевидное сечение патрубка выполнено в виде прямоугольника с отношением сторон 1/4 - 1/20, 1 з.п. ф-лы, 5 ил.10 Изобретение касается перемешиваниягазовых потоков для получения однороднойсмеси в металлургии, химической, энергетической и других отраслях промышленности,Цель изобретения - снижение затрат наизготовление и эксплуатацию при смешении газовых потоков с различной плотностью,На фиг. 1 представлено устройство,имеющее патрубок с щелевидным прямоугольным сечением ввода в газоход вдольнижней образующей цилиндрического газохода, общий вид; на фиг, 2 - устройство,имеющее патрубок с щелевидным прямоугольным сечением ввода в газоход, расположенный вдоль продольной оси нижнейплоскости газохода с плоскими стенками,общий вид; на фиг. 3 - устройство, имеющеепатрубок с щелевидным прямоугольным сечением ввода в газоход, расположенныйвдоль нижнего ребра газохода с плоскимистенками, общий вид; на фиг, 4 - устройство, имеющее патрубок с щелевидным прямоугольным сечением ввода в наклонныйгазоход с плоскими стенками (направлениеоси патрубка образует с вертикалью уголь),вид сбоку; на фиг, 5- сечение А - А на фиг. 4.На фиг. 1 - 3 - показаны случаи, когдапоток, вводимый через патрубок, имеетплотность меньше, чем плотность потока вгаэоходе; на фиг. 4 и 5 - случай, когда поток,вводимый через патрубок, имеет плотностьбольше, чем плотность потока в газоходе.Устройство для смешения газовых потоков содержит газоход 1 подачи одного изсмешиваемых потоков, патрубок 2, имеющий щелевидное сечение в месте ввода егов гаэоход, и участок 3 для смешения потоков.Устройство работает следующим образом.Два потока, один из которых поступаетпо газоходу 1, а другой вводится через патрубок 2 с щелевидным сечением в месте еговвода в.гаэоход, объединяются в газоходе 1.,где за счет формирования обратных токов. струй потока, вводимого через щелевидноесечение патрубка 2, происходит интенсивная турбулизация обоих потоков, вызывающая их перемешивание, завершающееся научастке 3 смешения.Устройство за счет патрубка щелевидного сечения позволяет сформировать в поперечных сечениях газохода на длине,равной большему размеру щелевидного сечения патрубка в месте его ввода в газоход,обратные токи, возникающие в силу неразрывности течения отдельных струй, поступающих через щель и имеющих толщину,сравнимую с шириной щели, и, вследствие 15 20 25 30 35 40 45 50 55 этого, увеличить эффективность перемешивания,Интенсивность обратных токов при прочих равных условиях тем выше, чем больше разность плотностей смешиваемых потоков, В связи с тем, что режим движения газов в промышленных газоходных системах обычно является турбулентным (скорости запыленных газов в общем случае не менее 10 - 15 м/с), турбулентное перемешивание, играющее при таком режиме доминирующую роль, дополнительно существенно усиливается благодаря турбулиэации за счет указанных обратных токов Одновременно эти токи за счет смывающего действия предотвращают налипание пыли на стенки газохода,Условие, чтобы патрубок был расположен перпендикулярно оси газохода, его ось пересекала ось последнего и в сечении газохода в месте ввода в него патрубка была вертикальна, обеспечивает интенсивные обратные токи, симметричные относительно вертикальной оси поперечного сечения газохода в месте ввода в него патрубка.Условие определения угла между направлением ввода патрубка в газоход и вертикалью. т,е. направлением действия подъемной силы, вызванной разностью плотностей смешиваемых потоков, в пределах 0а ( 90, позволяет располагать газоход под любым углом к горизонту, кроме вертикального его расположения. Патрубок для ввода потока можно располагать как сверху газохода, так и снизу его.Патрубок располагают сверху газохода для ввода через него потока с плотностью выше, чем плотность потока в газоходе, и снизу газохода для ввода потока с плотностью ниже, чем плотность потока в газоходе.В зависимости от формы сечения газо- хода (цилиндрической или с плоскими стенками) продольная ось щелевидного сечения патрубка в месте его ввода в газоходсов- . падает с верхней (при большей плотности вводимого потока) или с нижней (при меньшей его плотности) образующей - для цилиндрического газохода, или с линией на соответствующей плоскости, параллельной оси газохода и лежащей в вертикальной плоскости, равноотстоящей от боковых ребер или стенок - для газохода с плоскими стенками.Если, например, газоход с плоскими стенками расположен так, что у него имеется верхняя горизонтальная плоскость, то при верхнем вводе потока (имеющего плотность выше, чем поток в газоходе) ось щелевидного сечения патрубка совпадает с линией на этой плоскости, которая можетбыть, в частности, ее продольной осью. Аналогично выполняется ввод снизу потока с плотностью ниже, чем у потока в газоходе.При произвольном расположении газо- хода (горизонтальные стенки отсутствуют) 5 ось щелевидного сечения совпадает с линией на одной из его наклонных верхних или нижних стенок (или с соответствующим их ребром), параллельной оси газохода и лежащей в вертикальной плоскости, отстоя щей на одинаковом расстоянии от боковых ребер или стенок газохода,8 ыполнение в предлагаемом устройстве щелевидного сечения патрубка в месте его ввода в газоход в виде прямоугольника 15 с отношением сторон 1/4 - 1/20 обусловлено тем, что обеспечивается наиболее эффективное перемешивание при наименьших затратах на изготовление и эксплуатациюучастка смешения. 20П р и м е р, В цилиндрический горизонтальный газоход диаметром 70 мм подается воздух с температурой 22 С и скоростью 15 м/с через патрубок, расположенный снизу газохода и имеющий в месте ввода щеле видное сечение 20 х 80 мм (отношение сторон 1/4), вертикально вверх подается поток воздуха с температурой 70 С и скоростью 25 м/с. Потоки смешиваются на участке д инойгООмм. 30Положительный. эффект устройства состоит в том, что оно обеспечивает снижение затрат на его изготовление и эксплуатацию в 1,5 - 2 раза за счет повышения эффективности смешения и соответствующего сокращения длины участка смешения, составляющего 2 - 3 диаметра газохода,Предложенное устройство просто в изготовлении, так как отпадает необходимость в разделении одного из потоков на две части и в создании сложного кольцевого подвода к газоходу одной из частей этого потока.Формула изобретения 1. Устройство для смешения газовых потоков; содержащее газоход и патрубок для подачи дополнительного потока, имеющий в месте его ввода в гаэоход щелевидное сечение, продольная ось сечения параллельна оси газохода, а ось патрубка пересекается с ней, отл ич а ющеес ятем, что, с целью снижения затрат на изготовление и эксплуатацию участка смешения газовых потоков с различной плотностью, ось патрубка для подачи дополнительного потока и ось газохода расположены в вертикальной плоскости, а угол между осью патрубка и вертикалью заключен в пределах Ос а 90 о2, Устройство по п.1, отл ича ю щеес я тем, что щелевидное сечение патрубка в месте его ввода в газоход выполнено в виде прямоугольника с отношением сторон 1/4 - 1/20,;М.Кучеряв Составитель Ю,АлуханоРедактор М. Келемеш Техред М. Моргентал К аказ 2219 Тираж 403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 роизводственно-и