[实用新型]辐射管烧嘴实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢材加工领域，具体是一种辐射管烧嘴实验装置。

背景技术

目前，在冶金行业中，辐射管烧嘴是一种常用的间接加热装置，也是带钢连续退火炉、辊底式炉等保护气氛热处理炉的核心部件。辐射管燃烧的性能优劣，关系到炉膛内能否将带钢快速连续地加热到退火温度以及能否保证带钢均匀加热。

由于辐射管内燃烧过程是湍流、化学反应、扩散、传热等多物理场的复杂耦合，其难以用数值模拟手段开发，辐射管烧嘴的研发主要以试验为主，此外，大多数情况下辐射管烧嘴的生产制造都是根据实际情况进行设计生产的，属于非标准件，因此，烧嘴在出厂交付给用户之前也要进行功率、辐射管温度均匀性及P-V曲线等性能测试试验，而辐射管烧嘴测试炉就是进行相关燃烧试验研究的关键设备。目前由于对实验装置缺乏足够的重视，各厂家使用的辐射管实验装置一般都是钢板、型钢焊接而成、内壁安装耐火材料的简易保温装置，炉墙上开有窥视孔和热电偶引出孔，炉膛内装有测量炉温的热电偶。但是由于这些实验炉一般没有设置冷却装置，在一定的煤气流量情况下，实验装置炉温难以稳定，实验难以获得精确的性能参数。为此，专利“辐射管燃烧装置测试炉”CN201867058U公开了一种辐射管燃烧器测试装置，该装置由附设耐火材料的炉顶、端墙、侧墙和炉底围设而成，炉膛内安装有与辐射管相接触的冷却水管来模拟热负荷，并采用控制冷却水管的插入深度来调整冷却水从炉内带走的热量。但是这种设计会带来两个问题：第一，在不同的煤气流量情况下，调整冷却水管的位置影响了实验炉内的辐射角系数，这在一定程度上影响了辐射管的表面温度分布，此外由于冷却水无量化参数，试验重现性不高，影响了试验系统的精确性；第二，由于钢制水管本体和水管内的冷却水重量大，难以手动操作。专利“一种用于实验炉模拟物料加热的水冷装置”CN201436542U公开了一种用于实验炉模拟物料加热的水冷装置，其冷却水管采用推拉结构设计，也存在上述专利的问题，仅适用于物料加热实验，并不适用于辐射管燃烧器实验。

此外，现有的辐射管试验装置通常直接放置在车间地坪上，当更换不同型号的辐射管和烧嘴时，原有的空气、煤气及烟气管道与新的辐射管烧嘴对接安装困难。即，当采用钢管硬连接时，一旦管道和测试装置首次连接后，当需要更换不同型号的辐射管或烧嘴时，由于管道无法自由移动且测试装置自重大难以通过天车精确改变位置，空、煤气管道接口法兰和固定在测试装置上的新辐射管或烧嘴置接口法兰难以对接，这就需要重新切割、焊接管路以和辐射管或烧嘴连接，安装繁琐；当采用金属软管软连接时，由于金属软管最高使用温度为500℃，虽然空气和煤气管道可以使用金属软管连接，但辐射管排烟温度一般都在500℃以上，排烟管道无法使用金属软管连接。

综上所述，现有技术存在以下问题：

1、现有技术采用控制冷却水管的插入炉膛深度来调整热负荷，但是由于钢制水管本体和水管内的冷却水重量大，难以手动操作。

2、现有的水冷装置无量化参数，且由于水管长度在炉内的的变化影响了炉内的辐射传热角系数，试验重现性不高，影响了试验系统的精确性。

3、装置移动较为不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种能量化实验参数、准确性高、重现性强且结构简单、操作简便、移动方便的辐射管烧嘴实验装置。

为了实现以上目的，本实用新型提供的一种辐射管烧嘴实验装置，包括中空的箱体状炉体和设置于炉体内的冷却水管，所述炉体沿长度方向的一侧开设有辐射管安装孔和热电偶安装孔，所述热电偶安装孔内设有热电偶，其特征在于：所述炉体的内壁紧贴设置有隔热内衬，多个相互平行的所述冷却水管沿竖直方向设置于炉体的炉膛中，所述冷却水管的上端和下端分别伸出炉体外，所述炉体顶部设置有与冷却水管上端相连的出水管，所述出水管上设置有出水调节阀，所述炉体的底部设置有与冷却水管下端相连的进水管，所述进水管上设置有进水调节阀和流量计。

作为优选方案，所述冷却水管的上端的正下方设置有顶部开口的出水集水器，所述出水管与出水集水器相连。出水集水器起到缓冲水流的作用，在调节出水调节阀时，保证冷却水管内的水流流速匀速变化。

进一步地，所述炉体的底部设置有与冷却水管的下端相连的进水集水器，所述进水管与进水集水器相连。进水集水器起到缓冲水流的作用，在调节进水调节阀时，保证冷却水管内的水流流速匀速变化。

更进一步地，所述炉体与辐射管安装孔对立的内壁上设置有辐射管托架。辐射管托架起到固定辐射管的作用。

再进一步地，所述炉体的底部设置有滑轮机构。