Трубчатый рекуператор

,.л 3 Е 15/О на 1 а оа лоЯ .,. ,. САНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМ ЕЛ ЬС 1 ВУ СВ й,пло 1 ьзо ОДЯ хпе ется енныи поперек торы холодногО тветствующими отвода 4 воздуы к трубнымдоХатор, установ содержит колле го 2 воздуха с со и для подвода 3 оры присоедине гре бка 5 Г Колл Г ОСУДАРС ГВГ 1 ГЫИ КОМИЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОГКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт газа АН УССГ:(57) Изобретение ОГ носится к области тсобменной техники и может быть испованс, для еысокотемпературного нагвоздуха путем утилизации теплоты отщих продуктов сгорания промышленньчей. Целью изобретения явля Изобретение относится к конструкции Грубчатых рекуператоров для высокотемпературного нагрева воздуха путем утилизации тепло Гы отходящих продуктов сгорания промышленных печей и может быть использован на нагревательных и плавильных печах машиносгроительной промышленности и металлургии.Цель изобретения - повышение надежности и эффективности путем интенсификации струиного теплообмена,На фиг 1 представлен трубчатый рекуператор с коридорным расположением теплообменных элементов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фи, 3 - теплообменный элемент, продольное сечение; на фиг. 4 - то же, поперечное селение,Рекупе лдымохода, К1 и на тО О повышение надежности и эффективности путем интенсификации струйного на рева. ОтвеРстиЯ на внУтРенней тРУбе эг 1 емента выполнены равномерно по образующей, но неравномерно по окружности - о лобовой зоне, ограниченной углами .ф. 50 для коридорного расположения или + 75 для шахматного расположения, а в кормовой зоне для обоих случаев 150-210". Площадь отверстий на внутренней трубе Х о определена 1 з неравенства О,ЗЗГк (Х 1 о ( 0 625 Гр. Здесь,", - живое сечение кольцевого канала между трубами, Гв - живое сечение внутреннеи трубы 3 з.п.ф-лы, 4 ил.,2 табл скам 5 и 6. Рекуператор размещен в газохпде 7.В трубных досках с двух сторон закреплены теплообменные элементы 8, оси когсрых параллельны между собой,Теплообменный элемент выполнен из сгос, а но расположенных наружной 9 и внутрен ней 10 перфорированных труб Отверстио 11 расположены равномерно по образующей и неравномерно по окружности в сек али торах, граничащих с лобовой и кормовой зоной наружной трубы. Секторы ограниче-,С ны углами в лобовой зоне у/ъ + 50 для ко Ридорнога пучкаи рл л 75 для шакглатного ) пучка, а в кормовой зоне в обоих случаях ук = = 150-210 (за положительный угол отсчета принята т.н, "лобовая критическая точка", где у/ = 0), Для интенсивной работы струи- ного теплообменного элемента необходимо соблюдать определенное соотношение сечений наружной Р, внутренней трубе Е, площади перфораций. Х ТоО,ЗЗЕк Х 1 о( 0,62Проведенные эксперименты показали,что отверстия необходимо выполнить в пределах укаэанных секторов, в противном случае теплосьем снижается (табл. 1).Из табл. 1 можно сделать вывод, что эапределами углов теплосьем снижается на50 7 ь,Теплогидродинамическая неравномерность по периметру поперечно-обтекаемойтрубы дымовыми газами обусловлена наличием отрыва и перемешивания теплоносителя, Это влечет перегрев лобовой икормовой зон. Известные решения, когдаотверстия выполнены равномерно по окружности, не устраняют неравномерность.Предлагаемый рекуператор, в котором выполнены отверстия в пределах лобовой икормовой зоны, снимает неравномерностьи тем самым устраняет перегрев этих участков. Повышается термическая устойчивостьи долговечность теплообменных элементов,Проведены эксперименты на опытномрекуператоре. В нем геометрические параметры выбраны в соответствии с условиемварианта 1 и варианта 2.В табл. 2 опытные данные сопоставлены с показателями базового объекта.Иэ анализа табл. 2 следует, что один изосновных показателей - это теплосьем сединицы, поверхности нагрева о, Так в предлагаемом рекуператоре р = 77000 Вт/м, чтогга 10% выше, чем в базовом ц = 70000гВт/м, Это объясняется нерациональнымвыбором конструктивных параметров, Так,для базового рекуператора соотношение (1)не соблюдается2,1 105 103,2 10В данном случае Х 1 о 0,625 Р, т.е,входное сечение Гв меньше, чем требуется,ля равномерной раздачи воздуха по отверстиям, Поэтому часть теплообменной поверхности имеет меньший теплосъем, Впредлагаемом рекуператоре Х 1 о 0,625 Ге.что позволяет интенсифицировать теплообмен и нагреть воздух до более высокой тем пературы -(280 оС) по сравнению с базовым-(230 С) (вариант 1). Степень рекуперации впредлагаемом рекуператоре 17,87 ь по сравнению с 14.6 в базовом. Здесь же приведены данные (вариант 2) при условии, чтогеометрические параметры выбраны произвольно беэ учета соотношения (1). ПоэтомуХПД здесь ниже (13,3) и нагрев воздухаменьше., чем базовом (210 С).Трубчатый рекуператор работает следующим образом,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В дымоходе дымовые газы передают теплообменным элементам 8 теплоту Холодный воздух подают через патрубок 3 в коллектор 1 и во внутренние трубы 10. Затем воздух подают через отверстия 11, расположенные го окружности в пределах секторов, ограниченных укаэанными в табл 1 углами на внутреннюю поверхность наружной трубы 9, Проходя по кольцевому зазору, нагретый воздух собирается в коллекторе 2 и,череэ патрубок 4 уходит иэ рекуператора,Экономическую эффективность можно оценить, используя данные табл. 2, Еолее высокий подогрев на 50"С позволяет сз,ономить до 5 топлива,Формула изобретения 1, Трубчатый рекуператор, содержащий поперечно размещенные в дымовом канале теплообменные элементы в виде соосно установленных труб, внутренние из которых равномерно по длине перфориронаны вьгускными отверсгиями и подключены к подводящему каналу, а наружные трубы соединень с отводящим воздушным коллектором. отличающийся тем,что,сцелью повышения надежносги и эффектив оси путем интенсификации струйе ого теплообмена, выпускные отверстия в каждой внутренней трубе скомпонованы в группы, смещенные по окружности трубы .:оответственно к лобовом, и тыльному по отношению к потоку дымовых газов участкам трчбь.2, Рекуператор по и, 1, о т л и ч л ю щ ий с я ем, что при коридорном раз лещенли теплообменных элементов группы отверстий лобового и тыльного участков внугоенней трубы размещены в зоне, ограниченной относительно вертикали соответственно углами + 50 и+150-210,3. Рекуператор по и, 1, о тл и ч а ю щий с я тем, что при шахматном расположении теплообменных элементов группы отверстий лобового и тыльного участков внутренней трубы размещены в зоне ограниченной относительно вертикали углами соответственно .ф. 75 и + 150-210.4. Рекуператор по по, 1-3. о т л и ч а ю щ ий с я тем, что суммарная площадь выпускных отверстий каждой внутренней трубы удовлетворяет соотношению0,33 РкХ о ( 0,625 Р,где Гк - живое сечение кольцевого канала между внутренней и наружной трубамл;Гв - живое сечение внутренней трубы,1702107 Ва 1 гиа г 2 абл 1 окаазтель аЛ 1,рацииупеоа 1 ораповерхностий Х 1,Наг. оФух Лобов шахматное Равномерно дЪ 60 рФл 60 л) 300Поверхносп нагрева РДиамето отверстия Оо,Расход воздуха Ч,ОтношениеИГ,Тепловой поток г 1,Нагрев воздухСтепень рекупе1 КПД рекСуммарнаяотверсПараметр 0,33 Рк,Паоамето 0,625 Гв,Таблица 1ЛОМЖЕаридарвГ8 2 Хол,Фиг,4Составитель Т.Невероваор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Коррек ароши по изобретения 35, Раушская н инат "Патен жГород, ул.ГаГэринэ, 10 каз 4530 Тираж 398 ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, оизводс 1 внно издательскии ко дписноеи открытиям при ГКНТ ССб, 4/5