книги из ГПНТБ / Бричкин А.В. Направленное разрушение искусственных минеральных сред огнеструйными горелками

В последнее время для подбора элементов горелки и режимов ее работы применена теория подобия и моде­ лирования [49]. При разработке горелок оптимальных конструкций для различных целей теперь можно поль­ зоваться данными работы горелок малого размера. Для работы в одинаковых режимах необходимо равенство полученных критериев подобия П маломасштабных (мо­ дель) и больших (натура) горелок.

}u к

П., = A - = i d e m .

а к р

При этом предполагается, что горючее, окислитель, а также их соотношения в смеси, внутрикамерное давление па моделях и в натуре остаются одинаковыми, а следо­ вательно, и температура продуктов сгорания, коэффи­ циенты вязкости, плотность потока и т. п.

По моделированию ракетных горелок получены сле­ дующие основные соотношения:

М— число Маха;

Опыты лаборатории КазПТИ па горелках различных размеров дали положительные результаты. В качестве основной «модели» была принята горелка ТР-14/22-4м, которая прошла многолетние испытания и показала хо­ рошие результаты.

На основании этой «модели» и указанного метода по­

увеличены вдвое. Остальные параметры изменены со­ гласно выведенным масштабным коэффициентам. Рабо­ та на обеих горелках и произведенные измерения их га­ зодинамических параметров подтвердили правильность выведенных критериев подобия и моделирования.

Техническая характеристика ТБ-1

В описанных выше приборах охлаждающая камеру сгорания вода выбрасывается наружу чере?. отверстия вокруг сопел перпендикулярно оси горелки или под не­ которым углом вперед.

При резке изделий толщиной более 200 мм, когда длина факела становится недостаточной, ствол горелки необходимо погружать внутрь шпура. Вода, охлажда­ ющая камеру сгорания, не успевает испариться в отра­ женном потоке горячих газов н раскаленных гранул

шлака, оольшая часть ее стекает по стенкам шпура к по­ верхности разрушения, охлаждая последнюю. Это за медляет процесс бурения. Во избежание последнего на калибратор горелки было надето коллекторное кольцо с трубкой, по которой вода отводилась из шпура. Скорость бурения бетонных и железобетонных изделий толщиной 400—600 мм достигала 5—6 м/час.

Показатели резки различных бетонных и железобе­ тонных изделий и бурения в них отверстийтермореза­ ками ТР-14/22-4М и термобуром ТБ-1 приведены в таб­ лице 7 [50].

Одна из последних моделей однострунной горелки КазПТИ с отводом охлаждающей воды [52] приведена на рис. 5.

В 14 15 10 11 /? 16 17 19 18 20 }1

Особенностью данной горелки является наличие про­ межуточного кожуха (18), создающего полости для под­ вода воды и отвода ее после охлаждения камеры сгора­ ния и соплового аппарата. Рабочая штанга (15) (удли­ нительная трубка) оканчивается полумуфтой для соеди­ нения с рукоятью (4). Длина штанги подбирается в зави­ симости от глубины бурения. На удлинительной трубке имеется штуцер" (22) для отвода охлаждающей воды. Рукоять (4) состоит из корпуса вентиля (6), в котором

При участии сотрудников проблемной лаборатории КазПТИ термобур модели ТБ-ЗЗК-1 широко применялся на ряде предприятий страны, в частности, при строитель­ стве первой очереди Ново-Воронежской атомной электро­ станции, Ермаковской Г Р Э С в Казахстане и др.

2. ДВУХСТРУЙНЫЕ ПРИБОРЫ,

УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ

Производительность резки бетона находится в пря­ мой зависимости от величины удельного теплового потока и интенсивности удаления расплава, определяю­ щейся силой удара газовой струи. Величина последнего зависит от массы и скорости „потока. Для повышения газопроизводителыюсти описанных выше горелок необхо­ димо увеличить их размеры, что, однако, приводит к зна­ чительному расширению полости реза, размеры которой желательно с увеличением теплового потока сохранить.

релками, вилки, рукоятки с коробкой управления пита­ нием и с присоединенными к ней питающими шлангами [53]. Каждая горелка снабжена форсункой (4) для рас­ пыления горючего и смешения его с окислителем; имеет

вания форкамеры. В ней происходит смешивание горю­ чего с окислителем.

Для лучшего смешивания поток кислорода на входе в форкамеру завихряется. На выходе из нее смесь под­ жигается.

На горелку надевается кожух (5) с головкой (1). Он имеет цилиндрическую форму и изготовлен из стали. Го­ ловка служит для центрирования камеры и направлен­ ного выброса охлаждающей воды.

Распределительная коробка (6) состоит из корпуса, в

воды.

который с одной стороны впаиваются медные трубки, подводящие топливо (7; 8), с другой — ввинчивается фор­ сунка (4). По свободному пространству внутри трубы (11) подается вода. Коробка служит для распределения топливных компонентов и охлаждающей воды. Керосин подается к центробежной форсунке, кислород — в кол­ лекторное кольцо и под углом к осевой линии по винто­ вым пазам выбрасывается в камеру сгорания. Подобная схема подачи топливных компонентов дает хорошее их смешение. Распределительная коробка и корпус форсун­ ки изготовлены из латуни. Диаметр выходного отверстия форсунки для керосина — 0,4 мм. Расход керосина 9— 10 л/час при перепаде давления в форсунке 6 кГ/см2. Пе­ ред форсункой имеется сетчатый медный фильтр (100— 150 меш.). Наконечники (11) из стали служат для соеди­ нения горелок с вилкой (12). Длина наконечника определяется условиями работы и назначением прибора.

Так, для резки бетонных изделии толщиной 60—150 мм используются наконечники длиной 300 мм.

Вилка (12) служит для параллельного питания,двух горелок и подсоединения их к рукояти. Вилка состоит из

деления кислорода, керосина и воды в переходные труб­ ки (14). Внутри последних проходят кислородный и ке­ росиновый каналы; вода заполняет остальную полость переходных трубок. Для безопасности в кислородном канале установлен обратный шаровой клапан (22).

Дополнительна"я рукоять (9) служит для удобства работы с приборами. На держателе (26) укреплен щит в виде леткії для защиты оператора от выбрасываемого расплава.

Кислород через дроссель по трубке (23) подается в магистраль шлакующих добавок (10). Для устранения утечки кислорода в корпусе дросселя предусмотрена ас­

28, 29), и облицована рифлеными эбонитовыми наклад­ ками. В нижней части корпуса рукоятки (30) расположе­ на коробка управления питанием, с рычагом (31) для пуска охлаждающей воды, керосиновым (32) и кислород-' ным (33) дросселями. К штуцерам на рукоятке подводят­ ся шланги для подачи кислорода (34) и воды. (36). Вес прибора без подводящих коммуникаций 3—4 кг.

В указанной конструкции прибора (по сравнению с ТО-14/22-3) уменьшен объем каждой из камер сгорания за счет сокращения ее длины, увеличено выходное се­ чение форсунки.

Теплонапряженпость каждой из камер возросла в 2,5 раза по сравнению с таковой при внутрикамерном давле­ нии 9 кГ/см2 в приборе ТО-14/22-3 и составляет

При работе прибором со сдвоенными горелками фа­ кел одной из них, в сторону которой перемещается при­ бор, в основном подготавливает рез: плавит поверхност­ ный слой бетона и только частично выбрасывает расплав из полости реза. Второй факел завершает процесс: под­ держивая бетон в расплавленном состоянии, полностью удаляет его из полости реза, способствуя улучшению су­ хой грануляции расплава. Шов получается значительно чище, не наблюдается залипших расплавом борозд, как при работе прибором ТО-14/22-3, если не считать неболь­ шого ошлакованного слоя толщиной 3—5 мм, легко сни­ маемого постукиванием.

Первоначальная ширина реза на всю толщину пли­

ния термита достигала 5—6 м/час, что в 2 раза выше, чем при резке прибором ТО-14/22-3 (табл. 8).

Введение по. трубке (10) между двумя факелами (рис. 7) порошка термита улучшает плавление бетона и резко повышает скорость процесса. Продукты расплава становятся более текучими и легко удаляются из полости реза. Термит подается под давлением 3—4 кГ/см2 при расходе 3—4 кг/час. Скорость резания в этом случае по­ вышается до 8—9 м/час при тех же толщинах и марках бетона. С подачей термита ширина реза возрастает до 45—50 мм.

При вырезке в плитах отверстий различных размеров и форм вначале «прожигается» сквозное отверстие по ка­ либратору прибора, от которого идет рез по намеченной линии. Резку наклонных, вертикальных плит или обра­ зование в них отверстий целесообразно вести снизу вверх,