АКУСТИЧЕСКИЙ КОЖУХОТРУБНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

Полезная модель относится к устройствам для сжигания горючего газа и использования его в качестве теплоносителя и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей, химической и в других отраслях промышленности.
Прототипом является кожухотрубный теплообменник (см. книгу А.Г.Касаткина «Основные процессы и аппараты химической технологии» Издательство «Химия», М., 1971 г.), содержащий кожух со штуцерами входа и выхода одного теплоносителя с крышками для входа и выхода другого теплоносителя, трубные решетки с трубами.
Недостатком известного кожухотрубного теплообменника является низкая эффективность теплопереноса.
Задачей полезной модели является повышение эффективности теплопереноса.
Поставленная задача решается тем, что акустический кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух со штуцерами входа и выхода холодного теплоносителя, крышку со штуцером подачи газовоздушной горючей смеси, трубные решетки и вмонтированные в них трубы, согласно полезной модели, между крышкой и кожухом установлена соосно расположенная цилиндрическая камера с вмонтированной свечой зажигания, а в цилиндрической камере между крышкой и свечой зажигания установлена соосно расположенная круглая перегородка с перфорациями.
Новым является так же и то, что на цилиндрической камере установлен расположенный между свечой зажигания и кожухом штуцер подачи воздуха.
А так же то, что в цилиндрической камере напротив штуцера подачи воздуха установлено соединенное с этим штуцером соосно расположенное полое кольцо с отверстиями.
И еще то, что отверстия в полом кольце выполнены в ее вогнутой стенке и обращены к центру полого кольца.
Полезная модель поясняется чертежом.
Акустический кожухотрубный теплообменник содержит кожух 1 со штуцерами 2 входа и 3 выхода холодного теплоносителя, крышку 4 со штуцером 5 входа газовоздушной горючей смеси, трубные решетки 6, 7 и вмонтированные в них трубы 8. Между крышкой 4 и кожухом 1 установлена соосно расположенная цилиндрическая камера 9 с вмонтированной свечой зажигания 10. В цилиндрической камере 9 между крышкой 4 и свечой зажигания 10 установлена соосно расположенная круглая перегородка 11 с перфорациями 12, а на участке цилиндрической камеры между свечой зажигания и кожухом 1 вмонтирован штуцер 13 подачи воздуха. Напротив штуцера 13 в цилиндрической камере 9 установлено соединенное с этим штуцером соосно расположенное полое кольцо 14 с отверстиями 15. Отверстия 15 в полом кольце 14 выполнены на его вогнутой стенке и обращены к центру полого кольца.
Акустический кожухотрубный теплообменник работает следующим образом.
Газовоздушная горючая смесь подается в полость крышки 4 через штуцер 5, из которой поступает через перфорации 12 в круглой перегородке 11 в цилиндрическую камеру 9, равномерно распределяясь по сечению этой камеры. От искры свечи зажигания газовоздушная горючая смесь воспламеняется. Горение газовоздушной горючей смеси в полости цилиндрической камеры 9 между круглой перегородкой 11 и полым кольцом 14 приводит к самовозбуждению колебаний газовоздушной смеси. Эта полость цилиндрической камеры 9 работает, как генератор колебаний газа с максимально достижимой температурой и слабым проявлением пульсационного теплообмена. При прохождении полого кольца 14 сгорающая газовоздушная горючая смесь смешивается с дополнительной порцией воздуха, поступающего через штуцер 3 в полое кольцо 14 и выходящего через отверстия 15 в виде направленных к центру равномерно распределенных по сечению цилиндрической камеры 9 струй. Такая аэродинамическая обстановка обеспечивает сильную турбулизацию взаимодействующих газовых потоков, интенсивное их перемешивание и более полное сжигание горючей газовой смеси. В цилиндрической камере 9 за полым кольцом 14 температура газа и амплитуда пульсаций его скорости достигают наибольшего значения, что приводит к повышению пульсационного теплопереноса и существенному увеличению скорости теплоотдачи от горячей газовой смеси к стенкам труб 8.
Холодный теплоноситель, поступающий в межтрубное пространство теплообменника через штуцер 2, забирает тепло от горячих стенок труб 8 и через штуцер 3 выходит в виде пара или горячей жидкости наружу аппарата.
Продукты сгорания горючей газовой смеси через трубное пространство уходят из аппарата и направляются на дальнейшее использование.
Технико-экономическая эффективность использования предлагаемой полезной модели достигается за счет повышения эффективности теплопереноса, что стало возможным благодаря наличию установленных в теплообменнике цилиндрической камеры со свечой зажигания, штуцером подачи воздуха и соединенным с этим штуцером полым кольцом с отверстиями и круглой перегородки.