Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2145044

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

Имя изобретателя: Муранов Е.Н.; Родовиков А.Я.; Сотсков В.Г. 
Имя патентообладателя: Сибирский химический комбинат
Адрес для переписки: 636070, Северск Томской обл., Сибирский химический комбинат, НИКИ
Дата начала действия патента: 1998.07.23 

Использование: в энергетике, нефтяной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, преимущественно в установках для нагрева воздуха и газов. Устройство содержит корпус с воздухоподводящим и воздухоотводящим патрубками и нагревательными элементами, вертикальную и горизонтальную перегородки с окнами, последовательно соединенные по воздуху камеры, разделенные на каналы. Вертикальная перегородка размещена по оси корпуса, а ее окна в каждой камере противолежат окнам горизонтальных перегородок, размещенных по высоте корпуса с обеспечением последовательного чередования окон в шахматном порядке относительно вертикальной перегородки. При таком выполнении увеличивается скорость движения теплоносителя, длина каналов, по которым он движется, и коэффициент теплоотдачи.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в энергетике, нефтяной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, преимущественно в установках для нагрева воздуха и газов.

Известен нагреватель [1] , содержащий осесимметричную кольцевую камеру нагреваемого теплоносителя и установленные в ней V-образные трубчатые электронагреватели с прямыми и изогнутыми участками, все прямые участки которых расположены на равном удалении от оси камеры и по крайней мере один прямой участок каждого электронагревателя установлен между прямыми участками соседнего, а изогнутые участки электронагревателей размещены со смещением один относительно другого вдоль оси камеры.

Кольцевая камера разделена продольной перегородкой на два канала, включенных последовательно по нагреваемому теплоносителю.

К основным недостаткам известного нагревателя относятся:

- продольные перегородки, расположенные параллельно электронагревателям, способствуют созданию ламинарного потока нагреваемого теплоносителя вдоль трубчатых электронагревателей, что значительно снижает коэффициент теплоотдачи;

- продольное обтекание нагреваемым теплоносителем прямых участков труб электронагревателей характеризуется низким коэффициентом теплоотдачи;

- малая величина пути проходимого потоком нагреваемого теплоносителя.

Все указанные недостатки способствуют уменьшению эффективности теплообмена в нагревателе в целом.

Известен воздухонагреватель [2] (прототип), содержащий корпус с воздухоподводящим патрубком, нагревательными элементами, коаксиально размещенными внутри корпуса, цилиндрическую обечайку и осевой отводящий патрубок, снабженный на выходе диффузором, образующие последовательно соединенные по воздуху кольцевые каналы, при этом корпус разделен горизонтальной перегородкой на две камеры, в каждой из которых кольцевые каналы, кроме нижнего внутреннего, имеют по радиальной перегородке, а в горизонтальной перегородке выполнены окна, сообщающие камеры в зоне расположения радиальных перегородок.

К основным недостаткам известного нагревателя относятся:

- низкая эффективность нагрева воздуха из-за расположения нагревательных элементов только во внутренних кольцевых каналах верхней и нижней камер.

В наружных кольцевых каналах обеих камер воздух частично нагревается только через стенки цилиндрической обечайки.

- близкое расположение перепускного окна, сообщающего внутренние каналы обеих камер, от отверстия в отводящем патрубке будет явно способствовать прямому перетоку нагреваемого воздуха из верхнего внутреннего канала в отводящий патрубок, тем самым уменьшается эффективность теплообмена (КПД) электронагревательных элементов во внутреннем канале нижней камеры;

- несоизмеримость живых сечений перепускных окон, кольцевых каналов, входного и выходного патрубков способствует возникновению неравномерности скорости потока теплоносителя, возникновению "застойных зон" и "затухания" потока за счет сопротивления, создаваемого перепускными окнами.

Все указанные недостатки способствуют уменьшению эффективности теплообмена (КПД) в нагревателе в целом.

Задачей изобретения является разработка конструкции воздухонагревателя, свободного от вышеуказанных недостатков, позволяющего повысить эффективность нагрева теплоносителя за счет увеличения скорости потока воздуха, создающей повышение турбулентности потока, увеличения пути проходимого потоком теплоносителя в каналах камер, увеличения коэффициента теплоотдачи трубчатых нагревательных элементов, путем обеспечения поперечного обтекания потоком цилиндрических поверхностей нагревательных элементов под углом, близким к 90^o [3], [4].

Поставленная задача решается тем, что в воздухонагревателе, содержащем корпус с воздухоподводящим и воздухоотводящим патрубками и нагревательными элементами, вертикальную и горизонтальную перегородки с окнами, образующими последовательно соединенные по воздуху камеры, разделенные на каналы, вертикальная перегородка размещена по оси корпуса, а ее окна в каждой камере противолежат окнам горизонтальных перегородок, размещенных по высоте корпуса с обеспечением последовательного чередования окон в шахматном порядке относительно вертикальной перегородки.

На фиг. 1 показан воздухонагреватель в разрезе.

На фиг. 2 и фиг. 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно.

Воздухонагреватель содержит корпус 1, воздухоподводящий патрубок 2, воздухоотводящий патрубок 3, нагревательные элементы 4, горизонтальные перегородки 5 с окнами 6, образующие камеры 7, вертикальную перегородку 8 с окнами 9, разделяющую каждую камеру 7 на два канала 10 и 11.

Воздухонагреватель при использовании его, преимущественно, в качестве подогревателя в установках для нагрева воздуха и газов работает следующим образом.

Холодный воздух через патрубок 2 подается в верхний канал 10, не меняя направления, омывает нагревательные элементы 4.

Дальше поток, проходя через окно 9, попадает в соседний канал 11, где, дополнительно нагреваясь от нагревательных элементов 4, меняет направление, опускаясь вниз через окно в горизонтальной перегородке 5, поступает в нижележащий канал 11.

Таким образом поток нагреваемого воздуха проходит последовательно все каналы 10 и 11 камер 7 сверху вниз и выходит в нагретом до необходимой температуры состоянии из корпуса 1 через патрубок 3.

Предлагаемый воздухонагреватель, благодаря конструктивным особенностям, позволит увеличить эффективность теплообмена за счет:

- Увеличения скорости потока, которая в свою очередь повышает турбулентность потока нагреваемой среды.

В турбулентном же потоке осуществляется гораздо более интенсивный перенос тепла между взаимодействующими рабочей средой и стенками нагревательных элементов [3].

Скорость потока увеличивается за счет уменьшения живого проходного сечения каналов. Это достигается установкой вертикальной перегородки в камерах.

- Увеличения пути проходимого потоком рабочей среды в каналах.

Это достигается наличием вертикальной и горизонтальных перегородок и их взаимным расположением, образующих сообщающиеся замкнутые каналы.

- Увеличения коэффициента теплоотдачи трубчатых поверхностей нагревательных элементов.

Это достигается путем создания направленного поперечного обтекания потоком рабочей среды трубок нагревательных элементов под углом, близким к 90^o [3], [4].

Этому способствует наличие в вертикальной перегородке окон прямоугольного сечения и расположение окон в каждой горизонтальной перегородке вне зоны расположения нагревательных элементов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авторское свидетельство СССР N 1078210, F 24 H 1/20, 1984.

1. Авторское свидетельство СССР N 522380, F 24 H 03/04, 1976.

3. Шорин С. Н. Теплопередача. - М.: Высшая школа, 1964, с. 292-295, 305-309, 328-330, 336-340.

4. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. Издание второе, переработанное. - М.: Энергия, 1972, с. 34 и 35.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Воздухонагреватель, содержащий корпус с воздухоподводящим и воздухоотводящим патрубками и нагревательными элементами, вертикальную и горизонтальную перегородки с окнами, образующие последовательно соединенные по воздуху камеры, разделенные на каналы, отличающийся тем, что вертикальная перегородка размещена по оси корпуса, а ее окна в каждой камере противолежат окнам горизонтальных перегородок, размещенных по высоте корпуса с обеспечением последовательного чередования окон в шахматном порядке относительно вертикальной перегородки.

Версия для печати
Дата публикации 26.03.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов