Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Полевая трубка, секционированная

Котел полевой трубки (также известный как штыковая трубка [1] ) представляет собой форму котла водотрубного , где водяные трубы являются несимметричными. Трубки закрыты с одного конца и содержат концентрическую внутреннюю трубку. Таким образом, поток разделяется на более холодный внутренний поток вниз по трубе и нагретый поток вверх через внешнюю втулку. Так как полевые трубки зависят от потока термосифона внутри трубки, они всегда должны иметь некоторую вертикальную высоту, чтобы стимулировать поток. В большинстве конструкций они устанавливаются почти вертикально, чтобы способствовать этому.

Они названы в честь Эдварда Филда [2], их изобретателя, и первоначально были разработаны для паровых пожарных машин, где скорость подъема пара была важна. В последнее время котлы с полевыми трубами наиболее широко использовались французскими производителями либо для небольших вертикальных котлов , либо в качестве судовых котлов. Использование этого типа полевой трубки также было исследовано для передачи тепла от ядерных реакторов , [3] вакуумных конденсаторов и теплообменников . [1]

Наперсток труба котел имеет некоторое сходство, в том , что его водных трубы также несимметричные. Более простая гильзовая труба не имеет внутренней трубы полевой трубы, поэтому ее поток является смешанным, турбулентным и зависит от случайного кипения. По этой причине гильзы могут быть только короткими, поэтому их используют в большом количестве и обычно горизонтально, поскольку их поток недостаточно согласован, чтобы получить выгоду от градиента силы тяжести. Однако полевые трубки сложнее и дороже в производстве. Поэтому в полнотрубных котлах используется меньшее количество и более длинные трубы (что дает ту же площадь нагрева для меньшего количества труб).

Полевые трубы всегда погружены в воду , т.е. верхний конец трубы устанавливается в котел ниже уровня воды, иначе поток в холодную сторону трубы не может быть пополнен.

Основное преимущество, заявленное для котлов с полевыми трубами, состоит в том, что отсутствуют проблемы расширения, характерные для котлов с простыми трубами. Во-вторых, поскольку полевые трубки подключаются только с одного конца, их замена и обслуживание упрощаются. [1]

Одним из недостатков полевой трубы является тенденция к накоплению грязи и накипи на дне трубы, что может блокировать циркуляцию. Закрытые концы трубок также трудно вымыть . Обеспечение там чрезмерного мертвого пространства, поскольку резервуар для бурового раствора будет иметь плохую циркуляцию, что приведет к риску местного перегрева. Таким образом, необходимо приложить усилия к тому, чтобы все трубы были одинаково нагреты и все имели сильную циркуляцию внутри них, способствуя достаточному потоку, чтобы очистить трубы от шлама.

Полевые трубки как термические сифоны [ править ]

В тех случаях, когда простой вертикальный котел требует дополнительной поверхности нагрева, особенно там, где она напрямую выходит на топку для более быстрого подъема пара, в крыше топки могут быть установлены полевые трубы , почти до уровня топки . [4] Таким образом, они действуют как форма термического сифона . Поскольку они установлены только на одном конце и могут свободно расширяться при нагревании, можно избежать многих обычных проблем с расширением термических сифонов. Однако для обеспечения адекватной циркуляции трубы не должны быть ближе 30 ° к горизонтали, а более длинные трубы могут быть более крутыми. [4]

Котел De Poray [ править ]

Котел De Poray, секционный

De Порай котел французский происхождения. Его определяющей характеристикой является запатентованная двойная камера сгорания, предназначенная для повышения эффективности сгорания, что снижает затраты на топливо и выбросы дыма. Вторичная камера установлена рядом с первым и состоит из огнеупорного кольца уменьшенного диаметра к первой камере сгорания. Это кольцо нагревается излучением от первичного сгорания, таким образом поддерживая высокую температуру. Любые несгоревшие газы сгорания, выходящие из первой камеры, нагреваются этим раскаленным кольцом и вместе с подачей вторичного воздуха поощряются к воспламенению. [5]

В вертикальной форме котла De Poray основная поверхность нагрева состоит из вертикальных полевых трубок в этой вторичной камере сгорания. Стальной радиационный колокол подвешен в центре камеры под выходным дымоходом, и дымовые газы проходят через него, нагревая его. Нагревание самих трубок происходит частично за счет конвекции газов, частично за счет непрямого переизлучения от этого нагретого колокола. Это позволяет снизить рабочую температуру трубок, а также обеспечить более равномерный нагрев. Производители утверждают, что это способствует более равномерному кипению внутри трубы, что способствует более быстрому поднятию пара. [5]

Необычной особенностью этого котла является то, что полевые трубы не жестко прикреплены к корпусу котла, а просто вставляются на место. Утолщенные концы труб имеют конусообразную форму, а отверстия в трубной пластине расточены , чтобы они соответствовали друг другу . Для герметизации стыка достаточно бумажной прокладки. Таким образом упрощается осмотр или снятие для замены. [5] Поскольку котел всегда находится под давлением, превышающим атмосферное, трубы самозатягиваются под давлением и предотвращают утечку. Очевидно, что котел никогда не должен находиться под вакуумом, поэтому может потребоваться вакуумный клапан .

Никлаус Бойлер [ править ]

Котел Никлауса, из Британской энциклопедии 1911 г.

Niclausse котел другой французский дизайн, используемый для суши и морского использования. В нем используются длинные полевые трубки, установленные под небольшим углом к ​​горизонтали, как в котле Babcock & Wilcox . [6] Эти полевые трубки соединены в вертикальные наборы заголовками на их верхнем конце. Этот коллектор представляет собой двойную трубу с двумя секциями, отдельно связывающими внутреннее и внешнее водные пространства. Над котлом и вне кожуха дымовых газов пароводяной барабан связывает эти коллекторы между собой. [7]

В частности, он использовался в некоторых из последних броненосных кораблей до дредноута (около 1900 г.) французского, [8] итальянского, русского [9] и британского [10] флотов.

Несмотря на то, что этот котел работает на хорошем уровне, вымывание затруднено, и накопление шлама может стать проблемой. Благодаря тщательному проектированию и регулярному техническому обслуживанию этот тип завоевал репутацию надежного и быстрого замены вышедшей из строя трубы [11], что сделало его пригодным для военно-морской практики, а не для коммерческого использования. Котлы Niclausse в сочетании с турбинами, работающими на малой скорости, давали низкую экономию топлива, а также выделяли большое количество дыма и искр. Таким образом, они потеряли популярность в военном кораблестроении, когда паровые турбины стали обычным явлением (см., Например, линкор класса «Дантон» ).

Котел Dürr [ править ]

Очень похожим типом, который использовался на немецких военных кораблях, был котел Dürr . [12] При этом использовались не секционные заголовки, а отдельные камеры.

К 1901 году Королевский флот заказал в Германии восемь котлов Dürr для пробной установки на борту крейсера класса « Марафон » HMS  Medusa . [13]

См. Также [ править ]

  • Трубчатый котел Кларксона

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Норман Л. Херд (декабрь 1946 г.). «Средняя разница температур в полевой или байонетной трубке». Промышленная и инженерная химия . 38 (12): 1266–1271.
  2. ^ "Краткая история парового двигателя", Архив прессы Кембриджского университета.
  3. ^ Ю. Э. Багдасаров (апрель 1966 г.). «Расчет теплоотвода в канале с полевой трубкой». Журнал инженерной физики и теплофизики . 10 (4): 276–279.
  4. ^ а б Харрис, К. Н. Модельный котел и котельное производство . С. 39–40.
  5. ^ a b c Милтон. Судовые паровые котлы . С. 66–70.
  6. ^ «Морской котел будущего: № IV» (PDF) . Инженер : 427–429. 5 мая 1899 г. OCLC 5743177 . Проверено 15 февраля 2017 года .  
  7. ^ Harris, модель Boilermaking , стр. 63,65
  8. ^ Жан Барт
  9. ^ Варяг класс
  10. ^ «Котлы Никлауса в военно-морском флоте; дебаты общин» . Парламентские дебаты (Hansard) . 121 . Палата общин. 28 апреля 1903 г., цв. 647. Отчет об испытаниях HMS Sheldrake , HMS Seagull (1889) , HMS Espiégle и HMS Fantome .
  11. ^ "Topics of the Times: сравнение котлов относительно штата Мэн" . Нью-Йорк Таймс . 23 апреля 1903 . Проверено 2 мая 2010 года .
  12. ^ "Морской водотрубный котел Dürr" . Котельная.
  13. ^ Уильям Аллан MP (22 апреля 1901). «Водотрубные котлы Dürr» . Парламентские дебаты (Hansard) . 92 . Палата общин. col. 907. Восемь водотрубных котлов типа Durr заказаны в Германии. Общая стоимость котлов составляет 19 450 фунтов стерлингов. Это не включает запасные части и оборудование на борту. Котлы предполагается разместить на борту ГМС «Медуза». Производитель дал им гарантию 155 000 фунтов. сухой пар в час из питательной воды при 80 град. F. с давлением воздуха 1½ дюйма; 104000 фунтов. в час при давлении воздуха ½ дюйма (которое используется для непрерывной обработки паром); и 80 000 фунтов. в час при естественной тяге.