радиационная труба эллипсоидной формы в сечении

Формула изобретения

Радиационная труба, содержащая излучающий корпус, газогорелочное устройство и рекуператор, отличающаяся тем, что корпус трубы выполнен в сечении в виде эллипса с отношением большей оси к малой оси эллипса не менее 1,6, при этом большая боковая поверхность эллипса увеличена на 60 - 70% в пределах телесного угла, обеспечивающего максимальную передачу тепловой энергии на нагрев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленным печам отжига башенного типа, а именно к радиационной трубе, которая является основным источником тепловой энергии.

В радиационной трубе, в замкнутом пространстве, происходит горение природного газа или другого энергоносителя и нагрев корпуса радиационной трубы до 1000-1050 градусов Цельсия, с поверхности которой излучается тепловая энергия на нагрев внутренней части печи и нагреваемый предмет или движущейся стальной полосы.

Цель разработки - значительное повышение частного углового коэффициента лучистого теплообмена между нагретой поверхностью радиационной трубы и нагреваемым предметом или движущейся стальной полосой, увеличение срока эксплуатации радиационной трубы и снижение удельного расхода природного газа или другого энергоносителя на тонну продукции.

Согласно изобретению изменяется форма радиационной трубы с круглого сечения на эллипсоидную, в результате чего происходит перераспределение лучистого теплообмена, большая часть которого будет направлена на нагрев предмета или движущейся стальной полосы.

При этом отношение оси H эллипса к малой оси B должно составлять не менее 1,6.

Изобретение относится к промышленным печам отжига башенного типа, а именно к радиационной трубе, которая является основным источником тепловой энергии.

Известна промышленная печь отжига башенного типа, в которой в качестве источника тепловой энергии используется радиационная труба круглого сечения W-образной формы.

W-образная радиационная труба содержит излучающий корпус, стабилизатор факела, газопроводящие трубки, рекуператор

("Расчет, конструирование и применение промышленных печей с радиационными трубами" А.Н. Украинской ССР, Киев, Наукова думка, 1987 год, стр. 55.)

Недостатками радиационной трубы круглого сечения являются низкий частный угловой коэффициент лучистого теплообмена между поверхностью радиационной трубы и нагреваемым предметом или движущейся стальной полосой, так как излучение тепловой энергии происходит равномерно по всем направлениям, максимум энергии излучается по нормали к поверхности излучения, поэтому только часть излученной тепловой энергии полезно используется на нагрев предмета или движущейся стальной полосы; недостаточный срок эксплуатации радиационной трубы круглого сечения из-за прогиба горелочной части трубы; высокий расход природного газа или другого энергоносителя на обработку тонны продукции.

Известна конструкция промышленной печи отжига башенного типа, являющейся по технической сущности наиболее близким техническим решением к заявленному и выбранная в качестве прототипа, в которой основным источником тепловой энергии является радиационная труба круглого сечения, содержащая излучающий корпус, газогорелочное устройство и рекуператор (см. Промышленные печи с радиационными трубами", А.Е.Еринов, М., Металлургия, 77, с. 35).

Задачей изобретения является создание такой радиационной трубы, которая большую часть тепловой энергии излучает направленно на нагрев предмета или движущейся стальной полосы.

Это достигается тем, что радиационная труба имеет эллиптическую форму в сечении.

При этом отношение большей оси H эллипса к малой оси B должно составлять не менее 1,6.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1. показана радиационная труба эллипсоидной формы в сечении в общем виде, которая состоит: 1 - излучающий корпус радиационной трубы эллипсоидной формы в сечении; 2 - газогорелочное устройство; 3 - рекуператор.

На фиг. 2 показан излучающий корпус радиационной трубы эллипсоидной формы в сечении - сборочный чертеж, где: 1 - труба переменного сечения; 2 - вставка эллипсоидной формы в сечении; 3 - колено эллипсоидной формы; 5 - пята.

На фиг. 3 показаны сечения круглой части трубы и переходного сечения круг-эллипс.

На фиг. 4 показано общее сечение W-образной радиационной трубы эллипсоидной формы.

Согласно изобретению природный газ или другой энергоноситель, сгорая внутри радиационной трубы эллипсоидной формы, разогревает корпус трубы до 1000-1050^oC, которая излучает тепловую энергию, причем максимальная тепловая энергия излучается по нормали к излучающей поверхности.

Радиационная труба эллипсоидной формы позволяет направить большую часть теплового излучения с большей площади боковой поверхности на нагрев предмета или движущейся стальной полосы, так как боковая поверхность эллипсоида направлена на нагреваемый предмет или движущуюся стальную полосу.

Боковая поверхность радиационной трубы эллипсоидной формы увеличивается на 60-70% в пределах телесного угла, обеспечивающего максимальную передачу тепловой энергии на нагрев предмета или движущейся стальной полосы.

При равных условиях передачи тепловой энергии излучением: температуре поверхности радиационной трубы, степени черноты, Cos f, телесного угла излучения, значительно увеличивается эффективность передачи тепловой энергии радиационной трубы эллипсоидной формы на нагрев предмета или движущейся стальной полосы.

Эллипсоидная форма радиационной трубы позволит:

- увеличить срок эксплуатации радиационной трубы на 15- 20% за счет увеличения момента сопротивления изгиба эллипса относительно малой оси X;

- уменьшить удельный расход природного газа или другого энергоносителя на 10-15% на единицу продукции за счет направленного теплового излучения.

Источники информации.

1. Теплотехнический справочник. Т. 2. -М.: Энергия, 1976.

2. Расчет, конструирование и применение промышленных печей с радиационными трубами. Всесоюзная научно-техническая конференция. АН УССР. -Киев, Наукова думка, 1987.

3. Еринов А.Е. Семернин А.М. Промышленные печи с радиационными трубами. М.: Металлургия, 1977.