Электронагревательное устройство для нагрева потока газа

Электронагревательное устройство для нагрева потока газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресттубимм

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 942263 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.01.79 (2I ) 2712062/24 07 с присоедииеииен заявки М (51) М. Кл.

Н 05 В 3/42

24 Н 3/04 Ьерэрстеаеьй квинтет

СССР ав двлви «зввретеяяя н вткрытня (23) Приоритет

О"Убликo "0 07.07.82 Бюллетень ут 25 (53) УДК 621.365, .419(088.8) Дата опубликования описания 10 07 82

H. И. Бортничук, М. Б. Гутман, В. А. Молдавер, B. П. Невежин, М. Г. Пронько, И. М. Хоботов и С. М. Штерман (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

ДЛЯ НАГРЕВА ПОТОКА ГАЗА

Изобретение относится к электротер« мии и может быть использовано для высокотемпературного нагрева газа (воздуха) в металлургических и химико-термических процессах в атомной энергетике, при

5 проведении исследований по созданию авиационной и ракетной техники и т. д.

Известно электронагревательное устройство для нагрева газа, содержащее корпус, внутри которого перпендикулярно направлению потока газа, установлены ряды резистивных электронагревателей (1 j, Недостатком этой конструкции является невысокая интенсивность теплоотдачи.

Поскольку при невысокой интенсивности теплоотдачи между нагревателем и газом устанавливается весьма существенный температурный перепад, то ограничение температуры нагревателя (предельно допустимое значение) не позволяет исполь- M зовать эту конструкцию для нагрева газа более 600 С. Кроме того, при конвективО HDM теплосьеме неизбежны появления аэ роцинамически затененных участков нагревателя, что снижает надежность работы устройства. B связи с этим габариты

:этого электронагревательного устройства определяются не только конструктивными размерами нагревателя и их размещением, но и условиями раздачи газовогб потока, что не позволяет существенно снижать габариты, поскольку это, как правило, приводит к увеличению неравномерности газового потока по сечению электронагревательного устройства.

Известны электронагревательные устройства для нагрева потока газа, в которых внутри корпуса перпендикулярно направлению потока газа с перекрытием сечения корпуса установлен набор резистивных электронагревателей из пористого токопро» водящего материала, например металлизированного волокна, и чередующиеся с ними и установленные эквидистантно йористые теплопроводные элементы, в которых происходит выравнивание температуры газа(2)

Недостатком известной конструкции является невозможность подбора электро3 04220 провоаного материала с равномерной по» ристостью. Неравномерная пористость привоаит к появлению локальнык перегре« вов. При атом слеаует отметить, что в местах с меньшей пористостью проискоаит 5 увеличение выаеляемой мощности (на еаиницу объема) и уменьшение теплосъема эа счет локального уменьшения расхода газа. Наличие локальных перегревов обус, лавливает необкопимость. ориентироваться 0 нв наиболее горячие места нагревателя при разработке устройств, что ограничивает температуру нагрева газа.

Кроме того, пористые материалы облапают, как правило, небольшим удельным )5 электрическим сопротивлением и цля включения такого нагревателя в сеть требуется либо пополнительное сопротивление, либо трансформатор, что во многих случаях привоаит к уменьшению эффективнос-р0 ти установок, к увеличению их габаритов, к неупобствам в эксплуатации.

Цель изобретения — повышение, нааежности устройства и упрощение его эксплуатации. 25

Цель постигается тем, что теплопро» воаные элементы установлены с зазором от электронагревателей и выполнены иэ материала с высокой степенью черноты, например пористого молибпена.

При этом повышается нааежность работы устройства, упрощается его эксплуатация, е путем поабора материалов нагревателя и теплопровоаного элемента повысится температурный преаел нагрева газа.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий виа; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1."

Устройство аля нагрева газа содержит корпус 1, внутри которого установлен набор реэистивных нагревателей 2 в вице зигзагообразного пруткового элемента иэ металла, например вольфрама, перпен аикулярно к направлению потока газа, Между ряаами нагревателей 2 установлены пористые теплопровоаные элементы (экраны ) 3, которые установлены с перекрытием всего сечения корпуса 1 и выполнены иэ материала с высокой теплопровопностью и степенью черноты, на50 пример пористого молибаена, что позволяет поааерживать температуру теплопровопных элементов, постаточно близкой к температуре нагревателей 2.

Устройство работает слепующим об55 разом.

С помощью побупителя раскоца, например вентилятором, поаают поток газа через устройство и включают нагреватели

3 4 (2), которые созпают интенсивную теплоотаачу излучением на элементы 3.

Переаача тепла на элементы 3 не зависит от аэроаинамических условий, т. е. or неравномерности скорости газа по сечению корпуса 1. При локальном уменьшении скорости увеличивается (локально) тепловой поток or нагревателя 2 к элементу 3, что привоаит к выравниванию температуры элемента 3.

Воздух, прокоая через пористые элементы 3, нагревается путем конвектив» ной теплоотаачи во внутренник каналах (порах) элементов 3. При этом ревлизу« ется принцип пористого нагрева, который позволяет поааерживать температуру газа, постаточно близкой к температуре пористого элемента 3, нагретого излучением высокотемпературного нагревателя 2.

Кроме того, высокая теплопровопность материала пористых элементов, обеспечивает отток тепла от мест с пониженными скоростями газа.

При нагреве газа ао 1000 С темпеО ратура нагревателей не превышает 110СРС, которая является допустимой пля трааиционно применяемых сплавов сопротивления (нихрома и т. а.).

При нагреве инертных газов температура энацйтельно повышается эв счет поабора материалов нагревателей (молибаен, вольфрам и т. а.) и материалов теплопрородных элементов (пористые металлы, пористая металлокерамика и т. и.).

Формула изобретения

Электронагревательное устройство апя нагрева потока газа, соаержащее корпус внутри которого перпенпикулярно направлению потока газа установлен набор из электронагревателей и череаующихся с ними установленных эквиаистантно и с перекрытием сечения корпуса пористых теплопровоаных элементов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и упрощения эксплуатации, теплопровоаные элементы установлены с зазором от электронагревателей и выполнены иэ материала с высокой степенью черноты, например пористого молибаена, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, "Электротермическое оборудование".

Справочник. 1967, с, 199.

2. Заявка Франции N 2184039, кл. Н 05 В 3/40, 1974.

942263

С ос тавитель А. Хо дат аева

Ре дактор Н. Ковалева Текре д М,Тепер Корректор М. Коста

Заказ 4864/51 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4