کوره صنعتی
هدف از یک کورهٔ صنعتی، دستیابی به دمای پردازش بالاتر در مقایسه با سامانه‌های روباز و همچنین بهره‌مندی از بهره‌وری سامانه بسته است. کوره‌های صنعتی، بیشتر با دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد سروکار دارند.
کورهٔ صنعتی تجهیزی است که برای تأمین گرمای یک فرایند استفاده می‌شود یا می‌تواند در راکتور، گرمای واکنش شیمیایی را ایجاد کند. طراحی کوره بر اساس کارکرد آن، وظیفه گرمایشی، نوع سوخت و روش ورود هوای احتراق متفاوت است.
گرمای یک کورهٔ صنعتی با مخلوط کردن سوخت با هوا یا اکسیژن یا از انرژی الکتریکی ایجاد می‌شود. گرمای باقیمانده به شکل گاز دودکش از کوره خارج می‌شود.
سوخت به درون کوره می ریزد و با هوایی که از یک دمنده وارد شده می سوزد.می تواند بیش از یک مشعل در یک کوره خاص وجود داشته باشد که در سلول های مشخصی لوله های معینی را گرم می کنند.مشعل ها بسته به نوع طراحی می توانند روی زمین ، دیوار یا سقف باشند.شعله های آتش باعث گرم شدن لوله ها می شود و در نتیجه مایعات داخل قسمت اول کوره گرم می شود که به عنوان بخش تابشی یا جعبه آتش شناخته می شود.در این محفظه که احتراق صورت می گیرد ، گرما به طور عمده توسط تابش به لوله های اطراف آتش در محفظه منتقل می شود.
مایع از لوله ها عبور می کند و تا دمای مطلوب گرم می شود .گازهای حاصل از احتراق به عنوان گازهای سوخته شناخته می شوند.پس از خروج گاز های حاصله از فرآیند،اغلب طراحی به گونه ای است که از گرمای آن ها به صورت هم رفت استفاده می شود تا در انرژی صرفه جویی گردد.
بخش تابشی جایی است که لوله ها تقریباً تمام گرمای خود را از طریق تابش شعله دریافت می کنند. در کوره های استوانه ای عمودی ، این لوله ها عمودی است اما به طور کلی می توانند هم عمودی و هم افقی باشند .
لوله های نشان داده شده در زیر ، که در اثر خوردگی به رنگ قهوه ای مایل به قرمز در آمده اند ، لوله های فولادی کربنی هستند.
بخش همرفت در بالای بخش تابشی قرار دارد که در آن خنک تر است تا گرمای اضافی را بازیابی کند.انتقال گرما در اینجا با همرفت صورت می گیرد و برای افزایش انتقال گرما از لوله های پره دار (فین ها) استفاده می شود.سه ردیف اول زیر بخش همرفت که پره نیز ندارد به عنوان محافظ استفاده می‌شود که به این ناحیه که به قسمت هم رفت متصل می‌شود منطقه پل (bridgezone) می‌گویند.
کراس اوور لوله ای است که از خروجی مقطع همرفت به ورودی مقطع تابشی متصل می شود.این لوله به طور معمول در سطح خارجی قرار دارد تا بتوان درجه حرارت را کنترل کرد و کارایی بخش همرفت را محاسبه نمود.
یک سری لوله افقی عمودی است که با خم 180 درجه یا مارپیچ به هم متصل می باشند.سیم پیچ تابشی گرما را از طریق تابش جذب می کند.بسته به افت فشار مجاز فرایند ، می توانند تک راه یا چند راه باشند که این سیم پیچ ها و خمش‌های تابشی در جعبه تابشی قرار دارند.مواد سیم پیچ تابشی از فولاد کربنی برای موارد دمای پایین تا فولادهای آلیاژی بالا برای موارد با دمای بالا متفاوت است که یا به دیواره های جانبی متصل می شوند یا اینکه از سقف آن آویزان می کنند.
همجنین در طراحی این سیم پیچ ها انبساط آن ها هنگام گرم شدن نیز در نظر گرفته می شود تا در هنگام کارکرد مشکلی بوجود نیاید
در کوره های صنعتی استوانه ای مانند مورد بالا ، مشعل در پایین قرار دارد و از پایین گرما را فراهم می نماید.بعضی از کوره ها مشعل های جانبی دارند ، مانند لوکوموتیو قطار.کاشی مشعل از نسوز دمای بالا ساخته شده است و محل قرارگیری شعله است.
کنترل کننده‌های جهت هوا در زیر کوره قرار دارند و جهت و شکل الگوی شعله را تنظیم می نمایند شعله های مشعل نباید زیاد پخش شود چرا که موجب کاهش راندمان و کارکرد نادرست آن می شود.کنترل کننده های جهت هوا بر اساس زمان ورود هوا به آن به دسته های اولیه،ثانویه و در صورت کارایی نوع سوم تقسیم می شوند.
کنترل کننده های اولیه ، وظیفه تامین هوای اولیه مشعل را بر عهده دارد و کنترل کننده های ثانویه وظیفه پشتیبانی کردن از کنترلر های اولیه را دارند تا هوا با سوخت به نحو بهینه ترکیب شود و احتراق به صورت کامل اتفاق بیافتد.برخی از مشعل ها حتی از بخار به عنوان پیش مخلوط برای پیش گرم شدن هوا و ایجاد مخلوط بهتر سوخت و هوای گرم استفاده می کنند.کف کوره عمدتا از ماده ای متفاوت از دیواره های آن ساخته می شودو به طور معمول نسوز ریخته گری سخت است چرا که به تکنسین ها اجازه می دهد در هنگام تعمیر و نگهداری بر روی آن راه بروند
یک کوره را می توان با شعله پیلوت کوچک یا در برخی از مدل های قدیمی ، با دست روشن کرد. امروزه اکثرا مشعل کوره ها با ترانسفورماتور های جرقه زنی(شبیه شمع های اتوموبیل)روشن می شوند.
دودکش گاز یک ساختار استوانه ای است که در بالای تمام محفظه های انتقال حرارت قرار دارد. تصفیه کننده ای درون آن گاز های خطرناک و سمی را جذب می کند تا گاز های خارج شده برای انسان ضرر نداشته باشد.
دمپر موجود در آن علاوه بر اینکه اختلاف فشار ورودی و خروجی را تنظیم می کند محل تبادل گرمای این گاز ها به روش هم رفت نیز می باشد که از این گرما در بخش های دیگر استفاده می شود.
زمانی که دمپر بسته می شود میزان اتلاف گرما یا به عبارتی فرار گرما کاهش می یابد ولی در عوض فشار کوره افزایش می یابد و این برای افراد و کارکنان آن محل خطرناک می باشد و در صورت وجود نشتی هوا در کوره شعله های آتش می توانند از محفظه احتراق خارج شوند و با افزایش بیش از حد فشار امکان انفجار آن هم وجود دارد. عایق بخشی مهم در کوره است زیرا با به حداقل رساندن اتلاف گرما از محفظه گرم شده ، کارایی کوره را بهبود می بخشد.از مواد نسوز مانند آجر نسوز ، نسوزهای ریخته گری و الیاف سرامیک برای عایق بندی استفاده می شود.کف کوره به طور معمول نسوز از نوع ریخته گری است در حالی که روی دیوارها میخ می شوند یا در جای خود چسبانده می شوند.الیاف سرامیکی معمولاً برای سقف و دیواره کوره استفاده می شود که با نسبت تراکم و حداکثر دمایی که می توانند تحمل کنند درجه بندی می شوند.
ستون هایی که کوره روی آن سوار می شود بتنی می باشند.طراحی ستون ها و کل پی بر اساس ظرفیت تحمل بار خاک و شرایط لرزه ای حاکم در منطقه انجام می شود.
بدنه کوره از درهای دسترسی در مکان های مختلف برخوردار است. این درب ها تنها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که کوره خاموش باشد.اندازه طبیعی درب دسترسی 600x400 میلی متر است ، که برای حرکت انسان / مواد به داخل و خارج کوره مناسب است.