1598005523-7b05f5243326e8b73bf5de9957b05ab8 (811227), страница 16
Текст из файла (страница 16)
ниченному участку насадка и нагревает только его. Расположение каналов обеспечивает равномерное распределение тепла по дну посуды. Горелка зажигается от запальника 10 через каналы. При нормальной работе горелка включена на основной н дополнительный нагревы. За рубежом также распространен газовый каталитический излучатель. Он сжигает газ при температуре 100 — 400'С. Излучатель состоит из пористой асбестовой массы, которая пропитана катализатором. Электрический элемент нагревает часть асбестового слоя пока не произойдет поджигание газовоздушной смеси.
При поверхностной температуре 400' С достигается максимум излучения длиной волны — 4,25 мк. При минимальной температуре около 100'С длина волны составляет примерно 7,7 мк. Каталитический излучатель дает очень мягкое излучение, которое при сушке растительных и животных материалов предохраняет их от разложения.
Излучатель применяется для технологических процессов во взрывоопасных помещениях. На рис. 64 показана схема газового каталитического излучателя. Удельная тепловая нагрузка такого излучателя составляет 1 ккал7смт ° и. Температура поверхности около 400' С. Производительность его можно регулировать путем изменения дав- ления газа. "$1$,2'~ 'а В установках для каталитического обогрева в США исполь- ' зуется один или несколько нагревателей. Газовоздушная смесь сгорает на поверхности каталитических активных сеток, изготовленных из жаростойких сплавов, покрытых палладием, платиной, осмием, родием, рутением или иридием.
Температура сетки 400'С. Предварительный подогрев их осуществляется обычными газовыми горелками. Трубчатые излучатели. Одной из разновидностей газовых инфракрасных излучателей являются так называемые радиационные трубы или трубчатые излучатели, которые широко применяются в промып1лениых печах для термической и термохимической обработки деталей косвенным нагревом в контролируемых газовых средах. Нагрев этих труб производится продуктами сгорания от газовых горелок, помещенных внутри их. Такими излучателями оборудуются печи в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности. Отличительными особенностями современной промышленной печи является оснащение ее механизмами с автоматическим управлением и регулированием тепловых параметров, контролем иа регулированием состава среды, в которой происходит нагрев.
Существуют два типа промыпгленных, радиационных печей: муфельные, в которых обрабатываемые изделия помещаются в муфель, заполненный соответствующей газовой средой и обогреваемый снаружи, и с радиационными (излучающими) трубами, внутри которых сжигается газ.
Эти трубы обладают большой поверхностью теплоотдачи. Они располагаются в рабочем пространстве печи, заполненном контролируемой газовой средой. Печи с контролируемыми газовыми средами могут быть самых разнообразных типов. Выбор схемы печи зависит от технологических требований. Технико-экономический анализ подтверждает целесообразность применения радиационных труб. Радиационные трубы изготовляются из жароупорной стали, а также из карборунда.
Условия сжигания газа в таких трубах значительно отличаются от обычных условий. Сложность заключается в том, что здесь не представляется возможным более или менее полно учесть влияние аэродинамических факторов на тепломассообмен. Отсюда все расчеты, основанные только на данных теплового и материального баланса, являются приближенными. Существуют два способа сжигания газа для получения равномерного нагрева по всей длине трубы. 1. Один нз компонентов горения (горючий газ или воздух) подводится целиком в начале излучающей трубы, а другой — отдельными частями вдоль трубы. 2. Газ и воздух подводятся в начале излучающей трубы. При этом с теплотехнической точки зрения имеет существенное значение, какой газ подводится целиком и какой отдельными порциями.
91 При втором способе смешение компонентов и процесс горения в трубе регулируются илн подбором скоростей движения с таким расчетом, чтобы' обеспечить полноту сгорания газа только к самому концу трубы, нли применением разных смешнваюших приспособлений, расположенных на отдельных участках трубы. Существуют самые разнообг разные конструкции излучающих труб. Наиболее распространен- Ф- ные из них прямые, Ч и уЧ-образные н кольцевые. Располагаются трубы в печах горизонтально и я ( и вертикально. На рнс, бб показаны различные формы излучающих труб, а на рис. бб — радиационная кольцевая труба с рециркуляцней проф-,и дуктов горения.
Каждая излуча! ющая труба имеет свою горелку. Равномерный нагрев трубы в значительной степени зависит от качества смешения газа с возду- 4 хом, т. е. от конструкции газовой горелки. Горелка выбирается в зависимости от способа сжигания Рис. 66. Формы излучающих труб газа, величины давления газа и воздуха, режима теплообмена при 3 — ху-образная; 4 — кольцсвая технологическом процессе. Кон- струкция горелки должна обеспечитти а) равномерную температуру стенки трубы по всей ее длине прн экономичном сжигании газового топлива; б) удобство монтажа, эксплуатации и ремонта; в) безопасность работы н широкий предел регулирования теплопроизводительности.
5 Рис, 66. Излучающая кольцевая труба с рециркуляцией продуктов сгорания ! — основная горелка; 2 — вспомогатсльная горелка 3 — кратер горелки; 4 — отвод продуктов сгорания; 5 — ивлучающая труба Для излучающих труб могут применяться как ннжекционные, так и двухпроводные горелки с принудительной подачей воздуха. Эти горелки могут быть с предварительным частичным 92 моо мо о д» оо Ы у,о уд длила трузм О и 93 или полным смешением газа с воздухом. При эксплуатации горелок с частичным предварительным образованием газовоздушной смеси вторичный воздух подается дутьевым устройством или подсасывается тяговой установкой. Для обогрева излучающих труб термических печей рекомендуется использовать горелки с частичным предварительным образованием газовоздушной смеси. !обо 'Температура поверхности излучающих труб термической печи состав' ляет 900 — 1000'С и выше.
Ввиду тяжелых температурных условий экс- ооо плуатации нагревательных печей срок службы излучающих труб, даже г из жаростойкой стали, не превышает 6 — 8 месяцев. к 5оо Поэтому радиационные х трубы необходимо предохранять от перегрева на любом участке их длины. Режим горения газа должен быть таким, чтобы температура трубы была несколько ниже макси Рис. 67. Изменение температуры продукмально допуетимОй. Для тов горения в излучающей трубе г„' С и предохранения трубы от температуры стенки трубы ! 'С в зависиперегрева можно рено мости от типа горелки и длины трубы мендовать так называеа мое растяжение факела по длине трубы.
Существуют два способа увеличения длины факела: 1) диффузионное горение 1в радиационную трубу подаются недостаточно перемешанные газ и воздух) и 2) подача газовоздушной смеси с недостатком воздуха (дополнительный вторичный воздух за пределами горелки поступает непосредственно в трубу).
Однако применение этих способов снижает к. п. д. установки и ухудшает условия работы выходного конца излучающей трубы, заделанного в кладку. Изменение температуры продуктов сгорания н стенки излучающей трубы в зависимости от типа горелки и длины трубы показано на рис. 67. Были предприняты попытки выравнять температуру по длине трубы путем устройства специальных вмятин на ее поверхности усиливающих турбулизацию потока и вызывающих мест- а) а7 б) 7)51м Ф515У л "гл Пглвзптр 97 7 — 882 использования газового топлива за счет удвоенной длины и рециркуляции продуктов сгорания.
Теплонапряженность излучающек поверхности однокольцевой излучающей трубы при сжигании 6 мз)ч природного газа составляет 20 124 ккал)мз ° ч, двухкольцевой— 13 158 ккал/мз ч. Рнс, 71. Излучающие трубы с рецнркуляцней продуктов сжигания с — схема одиокольцеаой излучающей трубы; б — схема двухкольцевой излучающей трубы; 1 — подвижное сипло горелки: 2 — корпус горелки: 5 — глазок; 4 — излучающая труба Рнс. 72. Схема горелхи для одно-н двухкольцевой излучающих труб 1 — трубка подачи газа; 2 — пробка; 5 — передвижное газовое сопло; 4 — вывод питания электроэапальннка; 5 — отверстия для подсОса пер. вичного воздуха; б — крепежный фланец1 7 — электроэапальннк; з-тру. ба для подвода аторвчного воздуха Для увеличения равномерности нагрева труб целесообразно увеличивать кратность рециркуляции продуктов сгорания.
На рис. 72 изображена конструкция горелки, рекомендуемая для указанных выше труб. Горелка предусматривает регулирование длины факела изменением соотношения первичного и вторичного воздуха путем осевого перемещения газового сопла. Для выравнивания температуры стенки излучающей тпубы по ее длине иногда применяют вторичные излучатели в виде вставок различного сечения, размещающихся внутри трубы. Вторичный излучатель получает тепло от потока продуктов сгорания за счет конвекции и излучения трехатомных газов, в результате чего его температура оказывается в интервале между температурами газов и стенки трубы.
Все полученное тепло Рис. 73, Излучающая труба с вторнчнымн излучателями переменной поверхности о — вставка с непрерывно увеличивающейся поверхаостью теплообмена; б — вставка со ступенчатым изменением поверхности тецлообмева 1 — газовая гооелка; 2 — защитный огнеупораый слой; 5 — излучающая (радиационная) труба; 4 — вставка с непрерывно увеличивающейся ио. верхностью; 5 — ступенчатые вставки вторичный излучатель передает окружающей поверхности, т,е. стенке трубы. Теплоотдача стенке (от потока газов) при этом увеличивается за счет уменьшения эквивалентного диаметра сечения и повышения скорости потока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
