Теплообменное устройство

 

1. ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ,вращающегося барабана, содержащее тепловые трубы, укрепленные на внутренней поверхности вращающегося корпуса, отлича.ющееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена , тепловые трубы выполнены в форме логарифмической спирали, наружная ветвь которой асимптотически приближена к внутренней поверхности вращающегося корпуса. 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что шаг спи- . рали составляет 0,1-1,0 радиуса вра щающегося корпуса. W С со 05 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1030631 А з(5п F 27 В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ ./ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2930330/29-33 (22) 26.05. 80 (46) 23.07. 83. Вюл. Р 27 (72) Ю.А.Ушаков, А.Г.Вертопрахов, А.В.Киселев, А.И.1 усев и М.И.Тюрин (71) Сибирский научно-исследовательский и проектный институт цементной промышленности (53) 666.94.041(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 646172, кл. Г 27 В 7/16, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 717509, кл. F 27 В 7/16, 1977 (прототип) . (54) (57) 1 . ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОИСТВО вращающегося барабана, содержащее тепловые трубы, укрепленные на внутренней поверхности вращающегося корпуса, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, тепловые трубы выполнены в форме логарифмической спирали, наружная ветвь которой асимптотически приближена к внутренней поверхности вращающегося корпуса .

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что шаг спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося корпуса.

1030631

Изобретение относится к устройствам для вращающихся агрегатон, типа печей и холодильников, и может быть использовано в промышленности строительных материалон.

В сонременной промышленности при обжиге и охлаждении клинкера большие трудности представляет передача тепла от греющих газов к обжигаемому материалу н печи, а при охлаждении клинкера н рекуператорных или 10 барабанных холодильниках — от материала к воздуху.

Зту задачу решают установкой различного типа теплообменных устройств цепных завес, неподвижных теплообменникон, пересыпных полок, которые работают с малым коэффициентом полезного действия.

Известно теплообменное.устройство вращающейся печи, содержащее систему полых металлических лопастей, заполненных жидкометаллическим теплоносителем(1).

Однако эта конструкция несовершенна и сложна в изготовлении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является теплообменное устройство вращающегося агрегата, содержащее тепловые трубы, укрепленные на внутренней поверхности вра-ЗО щающегося корпуса параллельно его образующей и выполненные н виде прямых отрез,он труб L2 ).

Недостатком известного устройст ва является чизкий коэффициент тепло-35 обмена из-за погружения нсей длины каждого отрезка труб одновременно в слой обрабатываемого материала, что не дает возможности эффективно использовать разность температур 40 различных зон тепловых труб.

Целью изобретения янляется интенсификация теплообмена °

Поставленная цель достигается тем,4 что теплообменное устройство вращающегося барабана, содержащее тепловые трубы, укрепленные на внутренней поверхности вращающегося корпуса, тепловые трубы выполнены в форме логарифмической спирали, наружная ветвь которой асимптотически приближена к внутренней поверхности вращающегося корпуса. При этом шаг спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата.

55 ,На фиг.1 изображено устройство при направлении теплового потока от газовой среды к материалу (вращающаяся печь); на фиг.2 — то же, при направлении теплового потока от материала 60 к газовой среде t рекуператорный или барабанный холодильники7.

Устройство содержит вращающийся агрегат 1, теплообменный элемент 2 н ниде .погарифмической спирали, слой 3 материала при вращении агрегата, направление 4 теплового потока.

Теплообменный элемент 2 укрепляют на внутренней поверхности печи таким образом, что наружная ветвь асимптотически приближается к ннутренней поверхности вращающегося агрегата 1, а внутренняя ветвь расположена в газовом потоке, При этом шаг спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата 1. При направлении теплового потока от газа к материалу применительно к. вращающейся печи теплообменный элемент 2 установлен таким образом, что наружная ветвь спирали как бы входит н материал. И наоборот, при направлении теплового потока от материала к газу, например при охлаждении в барабанном или рекуператорном холодильнике, теплообменный элемент установлен таким образом, что наружная ветвь спирали при вращении агрегата 1 как бы ныходит из слоя 3 материала

Устройство работает следующим образом.

1. Случай нагрева материала (фиг.1,1

При вращении агрегата 1 теплообменный элемент 2 устройства наружной ветвью входит в слой 3 материала. При этом рабочий агент, помещенный внутрь тепловой трубы, за счет сил г анитации перетекает во ннутреннюю ветвь теплообменного элемента 2, которая находится н греющем газоном потоке. Рабочий агент, нагренаясь, меняет свое агрегатное состояние и в виде пара поступает и наружную ветвь, находящуюся в материале 3; Здесь пар конденсируется, и ныделиншаяся тепловая энергия передается через стенки трубы материалу. Сконденсировавшийся рабочий агент перетекает в зону нагрена, и цикл понторяется.

2. Случай охлаждения материала (фиг.27.

При нращении агрегата 1 наружная ветвь элемента 2 теплообменного устройства выходит из материала. При этом рабочий агент, помещенный внутрь тепловой трубы, перетекает иэ внутренней ветви н наружную, т.е. в зону нагрева. Здесь он нагревается и в виде пара поступает но внутреннюю ветвь, находящуюся в потоке охлаждаемого воздуха, где конденсируется, отдает тепловую энергию воздуху и снова перетекает в зону нагрева, т.е. н наружную ветвь. Затем цикл повторяется. шаг логарифмической спирали составляет 0,1-1,0 радиуса вращающегося агрегата 1. При шаге спирали менее

0,1 радиуса вращающегося агрегата 1 в момент входа теплообменного устройстна н слой материала 3, обе ветви теплообменного элемента 2, т.е. зона нагрева и зона конденсации, 1030631

Составитель Л.Петрова

Техред Х,Тепер КорректорА. Ильин

Редактор С.Патрушева

Заказ 5187/40 Тираж б15 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 окаэываются покрытыми слоем материала 3 и теплообменное устройство перестает работать как тепловая труба, отчего резко ухудшается теплообмен. При выполнении шага спирали более 1,0 радиуса вращающегося агрегата 1 наблюдается аналогичная ситуация, когда часть внутренней ветви погружается в материал, эона нагрева и конденсации оказываются в близких температурных условиях и устройство перестает работать как тепловая труба.

Установка предлагаемого теплообменного устройства резко интенсифицирует теплообмен между газом и материалом, за счет чего снижается удельный расход топлива на обжиг.