ДЫМОГАРНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА

ДЫМОГАРНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в водогрейных котлах котельных агрегатов.
Известно дымогарное устройство водогрейного котла 1, содержащее пучок дымогарных труб, внутри каждой из которых установлен турбулизатор газового потока, выполненный в виде винтовой направляющей.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность теплопередачи от газового потока продуктов сгорания к воде, обусловленная тем, что винтовые направляющие, занимая незначительiную часть центрального объема дымогарных труб, позволяют газовому потоку проходить не только в зоне, прилегающей к внутренним стенкам
дымогарных труб (зона максимальной теплопередачи), но и располагаться в их центральной части, что значительно снижает теплопередачу.
Кроме того, выполнение турбулизаторов в виде винтовых направляющих усложняет устройство.
Известно также дымогарное устройство водогрейного котла 2, содержащее теплообменные трубки с турбулизаторами газового потока продуктов сгорания в виде ребер и с вмонтированными внутри трубок витыми ленточными интенсификаторами.
Это устройство имеет более простую технологичную конструкцию
турбулизаторов, позволяющих повысить теплопередачу, незначительно
увеличив сопротивление дымового тракта. Однако в данном устройстве эти турбулизаторы оказываются недостаточно эффективными, поскольку создаваемая ими зона турбулизации газового потока продуктов сгорания в основном находится вблизи внутренних стенок теплообменных трубок, а сам газовый поток занимает практически весь внутренний объем теплообменных трубок, за исключением объема, занимаемого
МПК F24H 1/00
витыми ленточными интенсификаторами, которые хотя и способствуют улучшению теплопередачи, но не обеспечивают ее достаточной эффективности.
Таким образом, недостатком данного устройства также является низкая эффективность Ьеплопередачи и сложность устройства, обусловленная сложностью формы и монтажа интенсификаторов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели является дымогарное устройство водогрейного котла ВКШ УКРАИНА 3, содержащее дымогарную трубу, в которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения соосно трубе с образованием кольцевого зазора установлено центральное тело с закрепленным на нем удлинителем пути газового потока. Центральное тело выполнено в виде цилиндрического стержня, а удлинитель пути газового потока - в виде винтовой направляющей с заданным шагом и направлением навивки.
Наличие в дымогарной трубе центрального тела в виде цилиндрического стержня повышает теплопередачу от газового потока продуктов сгорания к воде, поскольку весь объем газового потока проходит через кольцевой зазор между внутренними стенками дымогарной трубы и боковой наружной поверхностью цилиндрического стержня, способствуя интенсификации и большей эффективности теплопередачи.
В то же время, винтовая направляющая, способствуя лучшей теплоотдаче единицы объема газового потока, проходящего через
дымогарную трубу, за счет увеличения длины его пути и времени контактирования горячих газов с внутренней поверхностью дымогарной трубы, практически не оказывает влияния на интенсивность теплопередачи.
продуктов сгорания к воде, упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что дымогарное устройство водогрейного котла, содержащее дымогарную трубу и установленный внутри дымогарной трубы с образованием кольцевого зазора цилиндрический стержень, согласно полезной модели, снабжено турбулизатором газового потока, выполненным в виде кольцевых выступов на внутренней поверхности дымогарной трубы.
Кроме того, кольцевые выступы размещены на равном расстоянии друг от друга по длине дымогарной трубы, при этом отношение расстояния между соседними кольцевыми выступами к высоте выступов находится в пределах 10-14.
Величина кольцевого зазора между дымогарной трубой и цилиндрическим стержнем составляет 6-10 мм.
Высота кольцевых выступов составляет 0,35 - 0,45 величины кольцевого зазора между дымогарной трубой и цилиндрическим стержнем.
Кроме того, кольцевые выступы на внутренней поверхности дымогарной трубы образованы выдавками материала трубы.
Установка внутри дымогарной трубы центрального тела в виде цилиндрического стержня обеспечивает прохождение всего объема газового потока продуктов сгорания через кольцевой зазор между дымогарной трубой и цилиндрическим стержнем, увеличивая эффективность
теплопередачи. Снабжение устройства турбулизатором газового потока в виде кольцевых выступов на внутренней поверхности дымогарной трубы значительно интенсифицирует этот процесс, обеспечивая высокую эффективность передачи тепла от газового потока продуктов сгорания к воде. Кроме того, указанное выполнение турбулизатора
упрощает конструкцию и повышает технологичность изготовления устройства.
Экспериментально установленные оптимальные соотношения размеров устройства позволяют обеспечить максимальную эффективность теплопередачи.
При выходе за указанные пределы отношения расстояний между
кольцевыми выступами к высоте выступов эффективность снижается в одном случае за счет неполного использования энергии турбулизированной части газового потока - они начинают накладываться друг на друга (при отношении меньше 10), в другом случае, на конечном участке пути газового потока между соседними кольцевыми выступами турбулентные свойства1 газового потока проявляются достаточно слабо (при отношении больше 14).
При величине кольцевого зазора между дымогарной трубой и цилиндрическим стержнем менее 6 мм возникают затруднения с размещением в нем кольцевых выступов, а при величине этого зазора более 10 мм снижается эффективность теплопередачи.
Указанное отношение размеров высоты кольцевых выступов к величине кольцевого зазора определяется, с одной стороны, минимальными размерами самих выступов, а с другой - обеспечением достаточного сечения АЛЯ прохода газового потока без заметного увеличения сопротивления газового тракта.
Выполнение кольцевых выступов выдавками материала трубы
обеспечивает упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления устройства.
Полезная модель поясняется графическим материалом, на котором изображено предлагаемое дымогарное устройство.
кольцевого зазора 8, установлен цилиндрический стержень 2. Устройство снабжено турбулизатором газового потока, выполненным в виде кольцевых выступов 3 на внутренней поверхности дымогарной трубы 1. Кольцевые выступы 3 образованы выдавками материала дымогарной трубы 1 и размещены на равном расстоянии L друг от друга по длине
дымогарной трубы 1. Отношение расстояния L между соседними
i кольцевыми выступами 3 к высоте h выступов находится в пределах
Г 10 - 14. Величина кольцевого зазора 8 между дымогарной трубой 1 и
цилиндрическим стержнем 2 составляет 6-10 мм. Высота h кольцевых выступов 3 составляет 0,35 - 0,45 величины кольцевого зазора 8.
Дымогарное устройство работает следующим образом.
Газовый поток продуктов сгорания поступает в газовый канал, образованный трубой 1 и цилиндрическим стержнем 2 - зону наиболее эффективной теплопередачи. Встречая на своем пути выступы 3, газовый поток турбулизируется, что значительно увеличивает теплопередачу без заметного увеличения сопротивления газового тракта. Установленные оптимальные соотношения размеров устройства позволяют с максимальной эффективностью осуществить передачу тепла от газового потока продуктов сгорания к воде.
Таким образом, предлагаемое дымогарное устройство водогрейного котла, являясь простым и технологичным в изготовлении, значительно повышает эффективность теплопередачи.
Источники информации:
1.Патент РФ № Ьоб6816, МПК F24H 1/24, опубл. 1996г.
2.Патент РФ № 2145042, МПК F24H 1/08, опубл. 2000г.
3.Патент РФ № 2032128, МПК F24H 1/28, опубл. 1995г. - прототип.