[實用新型]具有強化傳熱效果的加強烤咀

無效

• 申請號: 200820096685.4
• 申請日: 2008-10-06
• 公開（公告）號: CN201293320Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 黃國雄
• 申請（專利權）人: 貴州七星科技發展有限公司
• 主分類號: F23D14/38
• 分類號: F23D14/38
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司
• 代理人: 徐逸心

技術領域：

本實用新型涉及一種用于火焰加熱使鋼板產生變形從而進行鋼板矯正的烤咀，特別適用于火焰溫度大于3100℃的加有自由基引發劑的石油液化氣，或加有自由基引發劑的天然氣。

背景技術：

在船舶制造行業中有專門的火工車間，目的是利用高溫火焰使鋼板變形進行矯正。迅速的熱脹冷縮，使原來平整的鋼板變成凹凸不平的符合船體尺寸要求的板材。

另外在船體車間以及各種鋼結構及容器制造廠，由于焊接后產生的變形，也需要采用火工矯正。由于單純的丙烷(2400～2600度)、丙烯(2800～2900度)和天然氣(1900～2000度)火焰溫度低，加熱慢。過去大部分工廠都用乙炔。

現在我國已有自主知識產權的本發明人發明的增加火焰溫度的加劑液化氣，火焰溫度為3200～3400℃，發明人稱“NAS”氣，另外還有加劑天然氣，火焰溫度為3150℃，發明人稱“SNG”氣，發明人用以代替乙炔氣，使用現行的乙炔烤咀，不適于使用“NAS”氣和“SNG”氣，有必要設計一種新的烤咀，適于使用“NAS”氣和“SNG”氣，以滿足船舶制造行業中利用高溫火焰使鋼板變形進行矯正的需要。

發明內容：

本實用新型的目就是要對現有的烤槍的烤咀進行改進，使之適用于火焰溫度大于3100℃的加有自由基引發劑的石油液化氣，或加有自由基引發劑的天然氣，即適用于“NAS”和“SNG”氣的烤咀。

設計原理

對于火焰加工來說，加熱速度是由傳熱規律決定！

當高溫火焰和鋼板接觸時，熱量的傳遞主要靠二種形式！

A.火焰輻射傳熱，B.對流傳熱；

現分別敘述如下：

A.火焰輻射傳熱

Q_A＝б₀ф_1-2Aεn(T₁⁴-T₂⁴)

式中Q_A-熱輻射傳熱速率，б₀-斯蒂芬玻爾茲曼常數，ф_1-2-角系數，A-傳熱表面積，εn-與兩物體特征有關的系統黑度，T₁-高溫火焰溫度，T₂-鋼板溫度；

從式中看出在固定條件下，б₀、ф_1-2、A、εn都是常數，所以輻射傳熱速率與火焰溫度四次方減去鋼板溫度四次方之差成正比。也就是說熱輻射傳熱速率主要是由火焰溫度決定。

B.對流傳熱

在對流傳熱中，將流體通過圓形或狹縫形噴嘴直接噴射到固體表面進行加熱的方法稱為射流沖擊。這是一種極其有效的方法，由于流程短而邊界層很薄，因此換熱系數比通常的管內換熱要高出幾倍以至一個數量級。

Q_B＝αA(T₁-T₂)

式中：Q_B-射流沖擊換熱速率，α-對流給熱系數，A-換熱表面積，T₁-高溫火焰溫度，T₂-鋼板溫度；

從上式可知，射流沖擊換熱速率除與高溫火焰溫度和鋼板溫度差有關外，還與對流給熱系數α有關，而影響α的主要有射流湍流強度，影響射流湍流強度的因素又有噴管長度和上游流動狀態等。

由于射流的湍流強度遠大于一般管流，因此對傳熱影響顯著，所有影響湍流強度的因素，如噴管長度，上游流動狀態等均影響傳熱。

從以上論述中可以表明射流沖擊換熱速率既除與火焰溫度有關外，又與所設計烤槍、烤咀的結構有關，特別是與噴管長度有關。

如果射流出口沒有極高的湍流度，那么從射流出口到6～8倍射流寬度(直徑)，傳熱系數才達到最大值。而在中間的部份，傳熱系數是比較低的，提高這部分傳熱系數，就是所謂射流沖擊傳熱的強化。據文獻所述，如果射流噴管有較大的長度，當射流噴出時，湍流度已經很高，則在出口處即可達到較高的傳熱系數。

過去在烤槍(炬)的混合氣管子中加裝湍流強化器的做法較多(例如捷銳烤槍、火鳥王烤槍等)。

燃而烤嘴都較短，烤嘴中噴管長度普遍較短，不利于射流沖擊的強化。例如，哈爾濱烤嘴總長42mm，常州光明烤嘴總長50mm，日本巖谷烤嘴總長55mm，上海虹誼烤嘴總長62mm。

本實用新型按照對流強化傳熱的原理，采取下列措施，提高射流沖擊傳熱強度。

①盡量增加烤嘴中噴管長度(H/D＞8)。不小于40mm；

②噴管的內壁盡量光滑。加工時可以采用“鋼珠擠壓法”加工，使內壁均勻光滑。