ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разработка принципов и приемов совершенствования аппаратов из "Химические аппараты с индукционным обогревом" В разд. 1.2 были сформулированы основные требования к индукционным системам обогрева аппаратов надежность аппарата, экономичность нагрева, электро- и теплотехническое совершенство индукционной системы, электробезопасность, легкость регулирования нагрева, удобство эксплуатации (отсутствие специального обслуживающего персонала предотвращение загрязнения окружающей среды. [c.47] При использовании индукционного нагрева для химических аппаратов в основу положены перечисленные требования. [c.47] В химических аппаратах с индукционным нагревом протекают различные процессы физико-химические (связанные с технологической обработкой продукта), гидро- и газодинамические, тепловые, электромагнитные. Естественно, что технологическое назначение аппарата является определяющим. [c.47] Применение индукционного нагрева в химической промышленности началось с приспособления к аппаратам элементов индукционного нагрева-обмоток индукторов, магнитопроводов, разделительных экранов. Традиционные конструкции аппаратов с индукционным обогревом подробно описаны в гл. 2. Они различаются лишь вариацией способов размещения элементов индукционной системы обогрева на корпусах химических аппаратов. Однако опыт проектирования и эксплуатации показал, что такое конструктивное решение обладает рядом недостатков. Так, при размещении на одном корпусе трехфазных обмоток необходимы специальные меры для разделения магнитных потоков разноименных фаз с целью устранения провалов магнитного поля в зоне стыка фаз и, соответственно, неравномерного нагрева корпуса. Конструктивно затруднено также выполнение шихтованных магнитопроводов на пути обратного замыкания магнитного потока, т.е. снаружи обогреваемой стенки аппарата. С электротехнической точки зрения более удачна конструкция, в которой магнитные потоки разноименных фаз разнесены в пространстве, как, например, в электрических трансформаторах. [c.48] Неудовлетворительны и теплотехнические характеристики однокорпусного аппарата. К продукту, помещенному в аппарат, тепловой поток может быть подведен только через стенки аппарата, т.е. тепловая производительность ограничена площадью стенок. С ростом единичных объемов аппаратов этот недостаток усугубляется (так как объем растет пропорционально кубу, а поверхность-квадрату габаритного размера), т.е. уменьшается удельная поверхность теплосъема, приходящаяся на единицу объема аппарата. [c.48] Таким образом, возникла задача поиска такой формы аппарата с индукционным нагревом, при которой оптимально сочетались бы технологические, теплотехнические и электротехнические требования. [c.48] Проведенный анализ показал, что для испарительных аппаратов, проточных нагревателей, реакторов без механического перемешивания, сушильных печей возможно отступление от сложившихся в химическом аппаратостроении традиционных форм и применение управления формой нагреваемого тела для получения более совершенных конструкций аппаратов с высокими технологическими и энергетическими характеристиками. [c.48] Этот критерий характеризует совершенство обмотки (Г1э) и магнитной системы (со8фи) и равен отношению полезной мощности к полной. [c.49] Г р -температуры греющей стенки и продукта. [c.49] Данный безразмерный параметр, как известно [74], характеризует интенсивность теплоотдачи от поверхности к продукту. [c.49] Декомпозиция ИСОХА-это первый этап предлагаемой методики. На втором этапе на всех декомпозиционных уровнях проводится целенаправленный анализ качественных признаков конструкции на основе выбранного информационного массива (патентных материалов, книг, журнальных статей, рекламных проспектов и т.д.). Этот этап включает 8 стадий (подробно описанных ниже) и заканчивается формулировкой обобщенных приемов и принципов совершенствования конструкций [42]. [c.50] Наконец, на третьем этапе синтезируется новая конструкция аппарата с улучшенными показателями путем агрегирования (композиции) сформулированных приемов и принципов совершенствования конструкций. [c.50] Изложим предлагаемую методику на примере двух ИС аппаратов, а затем приведем в виде компактной таблицы и рисунков результаты выявления обобщенных принципов и приемов. [c.51] Стадия I. Операция А. Подбираем информационный массив по исследуемому объекту из заданного класса. В наще.м примере-это химические аппараты с индукционным обогревом. М.Кл.Н 056 5/08 F 276 17/00. а также более широкий класс индукторов для нагрева-М.Кл,В 23К, Кл. 2ih, 29/03. [c.51] Изучаем конструкцию и принцип действия устройства, послужившего прототипом для рассматриваемого изобретения. В нашем примере-это плавильная индукционная печь с непроводящим шамотным тиглем [И]. [c.51] Стадия III. Выделяем и изучаем второе изобретение рассматриваемого массива. В нашем случае-это индукционный нагреватель текучих сред (рис. 3.1), содержащий цилиндрический индуктор и кожух, внутри которого с зазором установлены теплоаккумулирующий перфорированный цилиндр из ферромагнитного материала и завихритель входного потока нагреваемого текучего продукта [27]. Этот нагреватель обладает низкими эффективностью теплосъема (параметр aSjo) и тепловым КПД. Операции А-Г здесь следуют в том же порядке, что и на стадии I. [c.53] Стадия IV. Формулируем предварительно второй обобщенный прием по результатам операций А - Г интенсификация теплообмена путем композиции перфорации греющего тела и вихревой схемы его обтекания . [c.53] Стадия V. Попытаемся реализовать обобщенный прием, выявленный по первому изобретению [68], для усоверщенство-вания второго известного устройства, изученного на стадии IV. [c.54] Стадия VIII. Проводим сравнительный анализ полученных обобщенных приемов для выявления в них общих признаков, систематизации по целям и укрупнения. Результатом этого заключительного этапа является формулировка обобщенных принципов и приемов улучшения конструкций (рис. 3.6-3.8). [c.57] Далее рассмотрены сформулированные выше приемы и принципы улучшения конструкций. [c.58] Вернуться к основной статье