Теплообменное устройство вращающейся печи

 

ТЕГШООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮСЦЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее установлен-ный соосно внутри печи закрытый с обеих сторон барабан с закрепленным на нем со стороны движения газового потока обтекателем, о т л ичающееся тем, что, с целью пойБяиения эффективности теплообмена оно сна:бжено установленными на внутренней поверхности печи кольцевыми порогами, выполнен41ыми в виде профиля крыла, острый угол которого направлен в сторону движения газового потока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(!Ю 1 27 В 7 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3456705/29-33 (22) 22.06. 82 (46) 07.10,83. Бюл. 9. 37 (72) Т.Ф. Афракова, В.T. Степанов, И.Н. Власов и О.К. Масальский (71) Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой,.магниевой и электродной промышленности (53) 666. 94. 041 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 855358, кл. F 27 В 7/28, 1979.

2.."Cement grapho Crips 1973, т. 28-46, М 2, с. 51-60 (прототип) . (54)(57) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОИСТВО

ВРАЩАЮЩЕИСЯ ПЕЧИ, содержащее установленный соосно внутри печи закрытый с обеих сторон барабан с закрепленным на нем со стороны движения газового потока обтекателем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена оно снабжено установленными на внутренней поверхности печи кольцевыми порогами, выполненными в виде профиля крыла, острый угол которого направлен в сторону движения газового потока.

1046586

Изобретение относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использовано в химической промышленности, например, при производстве цемента, глинозема, фтористых соединений. .Известно теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее кольцевые пороги, установленные каскадными участками переменной высоты (1) .

К недостаткам данного устройства следует отнести следующее: оснонная часть газового потока (теплоносителя) проходит через центральную часть печи, не соприкасаясь с футеровкой и материалом, выполнение теплообменного устройства в виде чередующихся каскадных порогов переменной высоты неудобообтекаемой формы (с точки зрения аэродинамики), несмотря на увеличение площади соприкосновения материала с футеровкой, не только не увеличивает, но и уменьшает теплообмен между дымовыми газами и футеровкой печи.

Это вызвано появлением отрыва пограничного (пристеночного) слоя газового потока, в результате чего .образуются вихри, устремляющиеся к центру потока и не затрагивающие поверхности кольценых порогов футеровки. То есть, газовый поток

"скачет" по верхушкам кольцевых порогов, не затрагивая поверхности впадин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее установленный соосно внутри печи закрытый с обеих сторон барабан с закрепленным на нем со стороны движения газового потока обтекателем t2) .

Недостаток известного устройства— невысокая эффективность теплообмена, которая вызвана ламинарным течением гаэоного потока н пограничном (пристеночном) слое, что снижает коэффициент теплопередачи.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее установленный соосно внутри печи закрытый с обеих сторон барабан с закрепленным на нем со стороны движения гаэоного потока обтекателем, снабжено установленными на внутренней поверх ности печи кольцевыми порогами, выполненными н виде профиля крыла, острый угол которого направлен в сторону движения газового потока.

На фиг. 1 показана вращающаяся печь, общий вид, на фиг. 2 — узел на фиг. 1.

Корпус 1 вращающейся печи покрыт изнутри огнеупорной футеровкой 2.

Соосно печи внутри ее установлен закрытый полый барабан 3, закрепленный при помощи связей 4 с корпусом

5 1 печи. Со стороны движения газового потока барабан 3 снабжен обтекателем 5. На футеронке 2 печи выполнены кольцевые пороги б, имеющие форму профиля крыла. Кольцевые пороги

10 6 установлены по всей длине печи таким образом, что острый угол профиля крыла направлен н сторону движения газового потока 7.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

Закрытый полый барабан 3 с обтекателем 5, соосно закрепленный при помощи связей 4 внутри корпуса

1 вращающейся печи, направляют газовый поток 7 н пространстно между футеронкой 2 и барабаном 3. Встречая на своем пути кольцевые пороги б, выполненные в виде профиля крыла, и обтекая их, газовый поток образует "слабые" вихри, которые не уносятся к центру потока, а движутся вдоль футеронки 2 печи и особенно интенсивно перемешивают пристеночный газовый слой, резко увеличивая тем самым теплопередачу в нем.

30 при выполнении кольцевых порогов б неудобообтекаемой формы газовый поток при движении образует

"крупные" вихри, которые почти не затрагивают пристеночный слой, не

35 пеРемешиВают его, и поэтому тепло в данном случае передается самым невыгодным и медленным способом от одного слоя молекул к другому.

В предлагаемом устройстве степень турбулентности в пограничном слое увеличинается по мере роста числа R (число Рейнольдса) . Чем больше степень турбулентности течения в пограничном слое, тем ин45 тенсиннее происходит обмен количествами движения между внешними и пристенными слоями, тем больше скорость вблизи поверхности.

50 Кольцевой порог б, выполненный н виде профиля крыла, позволяет увеличить степень турбулентности газа в пограничном пристеночном слое и тем самым увеличить теплопередачу от газового потока футеровке 2 печи и соответственно интенсифицировать отдачу тепла от футеровки 2 материалу.

Наличие обтекателя 5 у барабана 3 со стороны движения газового потока даст возможность снизить гидродинамическое сопротивление газа и соответственно улучшить теплообмен.

1046586 фиг. 2

Составитель Л. Петрова

Редактор В. Иванова ТехредМ.Гергель Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7707/39 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4