[實用新型]敞開式輻射管燒嘴實驗裝置

有效

• 申請號: 201420591292.6
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN204111814U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 宋中華;丁翠嬌;韓斌;劉剛峰;陳一方;李浩;楊超;陳超
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21D1/52
• 分類號: C21D1/52
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型涉及鋼材加工領域，具體是一種敞開式輻射管燒嘴實驗裝置。

背景技術

目前，在冶金行業中，輻射管燒嘴是一種常用的間接加熱裝置，也是帶鋼連續退火爐、輥底式爐等保護氣氛熱處理爐的核心部件。輻射管燃燒的性能優劣，關系到爐膛內能否將帶鋼快速連續地加熱到退火溫度以及能否保證帶鋼均勻加熱。

由于輻射管內燃燒過程是湍流、化學反應、擴散、傳熱等多物理場的復雜耦合，其難以用數值模擬手段開發，輻射管燒嘴的研發主要以試驗為主，輻射管燒嘴實驗裝置就是進行相關燃燒試驗研究的關鍵設備。不同燒嘴結構會燃燒會產生不同形狀的火焰，火焰的形狀直接影響燃燒產物以及火焰長度進而輻射管表面溫度的分布。由于輻射管為不透明耐熱不銹鋼制成，目前還沒有相應的實驗設備可以直接觀察到輻射管燒嘴在輻射管內的火焰情況，只能通過用輻射計或熱電偶測量輻射管表面溫度分布曲線來估計火焰的長度。當觀察火焰時，一般將燒嘴從輻射管中抽出放置到大氣中燃燒來觀察火焰的情況，但是由于大氣式燃燒是燒嘴噴出的煤氣和環境的空氣自然混合，并不是在受限空間內燃燒，并不能模擬輻射管內的實際情況。此外，輻射管燒嘴噴出的煤氣在環境大氣中燃燒時，環境相對壓力為0Pa，與輻射管內的背壓有所不同，而背壓的大小直接影響火焰的長度和形狀，因此，這種方法只能簡單的觀察燒嘴噴出的煤氣和周圍環境中的大氣燃燒時的情況，在輻射管燒嘴研究中的作用非常有限。實際上，國內一些單位和個人也發明了一些輻射管燒嘴的實驗裝置，但都是僅限于測量輻射管燒嘴的性能指標，并不能直觀地觀察到輻射管內的燃燒狀況，對于輻射管燃燒器開發來說，具有一定的局限性。專利CN201867058U“輻射管燃燒裝置測試爐”公開了一種輻射管燃燒器測試裝置，該裝置由附設耐火材料的爐頂、端墻、側墻和爐底圍設而成，爐膛內安裝有與輻射管相接觸的冷卻水管來模擬熱負荷，并采用控制冷卻水管的插入深度來調整冷卻水從爐內帶走的熱量。但是由于實驗使用的輻射管是密閉非透明的，無法直接觀察輻射管內的火焰狀況，只能通過測試輻射管排出的尾氣成分來判斷燃燒狀況的優劣。

綜上所述，現有技術存在以下問題：

1、在輻射管燒嘴實驗時，由于輻射管為不透明耐熱不銹鋼制成，實驗人員無法觀察到輻射管內的火焰，只能通過輻射計或熱電偶測量輻射管表面溫度分布來估計火焰的長度，燒嘴開發效率低。

2、輻射管燒嘴在大氣中燃燒時，無法真實模擬輻射管內空氣和煤氣按比例混合情況，而且輻射管內的背壓無法模擬。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出一種可直接觀察火焰燃燒情況且結構簡單的敞開式輻射管燒嘴實驗裝置。

為了實現以上目的，本實用新型提供的一種敞開式輻射管燒嘴實驗裝置，包括中空的燃燒筒，其特征在于：所述燃燒筒的外壁均勻設置有多個熱電偶，所述燃燒筒的一端外壁上開設有空氣入口，所述燃燒筒的中部設置有壓力表，所述燃燒筒的另一端為敞口，所述燃燒筒靠近敞口的外壁上開設有煙氣出口，所述煙氣出口的外端與排煙管的一端相連，所述排煙管的另一端設置有排煙風機。

作為優選方案，所述燃燒筒的外壁沿其軸向均勻設置有四排相互平行的熱電偶安裝件，所述熱電偶插入設置在熱電偶安裝件上。通過圓周方向上的熱電偶可以測量燃燒筒圓周上的溫度分布，獲得火焰的偏心情況。通過軸向熱電偶的溫度數據，可以判定火焰在燃燒筒內的長度。

進一步地，所述排煙風機上連有煙囪。

更進一步地，所述燃燒筒外壁上開設有空氣入口的一端為法蘭口。法蘭口用于和燃燒器相連，保證密閉性。

再進一步地，所述燃燒筒的另一端敞口設置有玻璃擋板。玻璃擋板用于保護觀察員，防止火焰意外噴出灼傷人體。

再進一步地，所述排煙管的中部設置有調節閥。

還進一步地，所述煙氣出口與燃燒筒的另一端敞口的間距為300～500mm。

本敞開式輻射管燒嘴實驗裝置通過創造性的將燃燒筒的一端敞口，使觀察員能直接觀察燃燒筒內的火焰燃燒情況。其次，通過排煙風機的抽風，可在燃燒筒內形成背壓，更好的模擬實際燃燒情況。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構圖；

圖2為圖1中A-A位置剖視圖；

圖3為本實用新型的原理圖；

圖中：燃燒筒1、空氣入口1.1、敞口1.2、煙氣出口1.3、法蘭口1.4、熱電偶2、壓力表3、排煙管4、排煙風機5、煙囪6、調節閥7、燒嘴8、煤氣入口8.1。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。