Форсунка в разрезе: Топливная форсунка: виды, конструкция, принцип работы

Это количество около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 6-полосном 50-метровом бассейне с дорожками.

Расход и скорость связаны, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы сделать различие ясным, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше скорость течения реки. Но скорость потока также зависит от размера реки.Быстрый горный ручей несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между расходом Q и скоростью [латекс] \ bar {v} \ [/ latex] составляет

[латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex],

, где A — площадь поперечного сечения, а [latex] \ bar {v} \\ [/ latex] — средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Это соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна величине средней скорости (далее называемой скоростью) и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше размер трубы, тем больше площадь его поперечного сечения. На рисунке 1 показано, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

V = Ad,

, который проходит через точку P за время t . Разделив обе стороны этого отношения на t , получим

[латекс] \ frac {V} {t} = \ frac {Ad} {t} \\ [/ latex].

Отметим, что Q = V / t и средняя скорость [латекс] \ overline {v} = d / t \\ [/ latex].Таким образом, уравнение принимает вид [латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex]. На рис. 2 показана несжимаемая жидкость, текущая по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, одно и то же количество жидкости должно пройти через любую точку трубы за заданное время, чтобы обеспечить непрерывность потока. В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы. В частности, для точек 1 и 2

[латекс] \ begin {case} Q_ {1} & = & Q_ {2} \\ A_ {1} v_ {1} & = & A_ {2} v_ {2} \ end {cases} \\ [/ latex ]

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости.Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью — это и есть назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется, возможно, снова набирая скорость, когда она покидает другой конец водохранилища. Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения.

Рисунок 2.Когда трубка сужается, тот же объем занимает большую длину. Для того, чтобы тот же объем проходил через точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс в точности обратим. Если жидкость течет в обратном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубки. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости не масштабированы.)

Поскольку жидкости по существу несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей.Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Пример 2. Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается при сужении трубки

Насадка радиусом 0,250 см крепится к садовому шлангу радиусом 0,900 см. Расход через шланг и насадку составляет 0,500 л / с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в форсунке.

Мы можем использовать соотношение между расходом и скоростью, чтобы найти обе скорости. {2}} \ bar {v} _ {1} \\ [/ latex].{2}} 1,96 \ text {m / s} = 25,5 \ text {m / s} \\ [/ latex].

Скорость 1,96 м / с примерно подходит для воды, выходящей из шланга без сопла. Сопло создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток до более узкой трубки.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату радиуса трубки, что дает большие эффекты при изменении радиуса. Мы можем задуть свечу на большом расстоянии, например, поджав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма скоростей потока в каждом из ответвлений в любой части вдоль трубы. Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

[латекс] {n} _ {1} {A} _ {1} {\ overline {v}} _ {1} = {n} _ {2} {A} _ {2} {\ overline {v} } _ {2} \\ [/ latex],

, где n ₁ и n ₂ — количество ответвлений в каждой из секций вдоль трубы.

Пример 3. Расчет скорости потока и диаметра сосуда: ветвление в сердечно-сосудистой системе

Аорта — это главный кровеносный сосуд, по которому кровь покидает сердце и циркулирует по всему телу. (а) Рассчитайте среднюю скорость кровотока в аорте, если скорость потока составляет 5,0 л / мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. Когда скорость кровотока в аорте составляет 5,0 л / мин, скорость кровотока в капиллярах составляет около 0.33 мм / с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет 8,0 мкм м, рассчитайте количество капилляров в системе кровообращения.

Мы можем использовать [latex] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex] для расчета скорости потока в аорте, а затем использовать общую форму уравнения непрерывности для расчета количества капилляров как всех другие переменные известны. {2} \ left (0.{9} \ text {капилляры} \\ [/ латекс].

Обратите внимание, что скорость потока в капиллярах значительно снижена по сравнению со скоростью в аорте из-за значительного увеличения общей площади поперечного сечения капилляров. Эта низкая скорость предназначена для того, чтобы дать достаточно времени для эффективного обмена, хотя не менее важно, чтобы поток не становился стационарным, чтобы избежать возможности свертывания. Кажется ли разумным такое большое количество капилляров в организме? В активной мышце можно найти около 200 капилляров на мм ³ , или около 200 × 10 ⁶ на 1 кг мышцы.На 20 кг мышц это составляет примерно 4 × 10 ⁹ капилляров.

Сводка раздела

• Расход Q определяется как объем V , протекающий через момент времени t , или [латекс] Q = \ frac {V} {t} \\ [/ latex], где V — объем и т, — время.
• Единица объема в системе СИ — м ³ .
• Другой распространенной единицей измерения является литр (л), который равен 10 ^-3 м ³ .
• Расход и скорость связаны соотношением [латекс] Q = A \ overline {v} \\ [/ latex], где A — площадь поперечного сечения потока, а [латекс] \ overline {v} \\ [ / латекс] — его средняя скорость.
• Для несжимаемых жидкостей скорость потока в различных точках постоянна. То есть

[латекс] \ begin {case} Q_ {1} & = & Q_ {2} \\ A_ {1} v_ {1} & = & A_ {2} v_ {2} \\ n_ {1} A_ {1 } \ bar {v} _ {1} & = & n_ {2} A_ {2} \ bar {v} _ {2} \ end {case} \\ [/ latex].

Концептуальные вопросы

1. В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

2. На многих рисунках в тексте показаны линии тока. Объясните, почему скорость жидкости максимальна там, где линии тока находятся ближе всего друг к другу.(Подсказка: рассмотрите взаимосвязь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которую она протекает.)

3. Определите некоторые вещества, которые несжимаемы, а некоторые — нет.

Задачи и упражнения

1. Каков средний расход бензина в см ³ / с на двигатель автомобиля, движущегося со скоростью 100 км / ч, если он составляет в среднем 10,0 км / л?

2. Сердце взрослого человека в состоянии покоя перекачивает кровь со скоростью 5,00 л / мин. (a) Преобразуйте это в см ³ / с.(b) Какова эта скорость в метрах ³ / с?

3. Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л / мин в аорту (радиусом 1,0 см). Определите скорость кровотока по аорте.

4. Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см / с. Определите скорость потока и объем, который проходит через артерию за 30 с.

5. Водопад Хука на реке Вайкато — одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. Рис. 3).В среднем река имеет скорость потока около 300 000 л / с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и в среднем 20 м в глубину. а) Какова средняя скорость реки в ущелье? b) Какова средняя скорость воды в реке ниже водопада, когда она расширяется до 60 м, а глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Рис. 3. Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока. (Источник: RaviGogna, Flickr)

6. Основная артерия с площадью поперечного сечения 1.00 см ² разветвляется на 18 меньших артерий, каждая со средней площадью поперечного сечения 0,400 см ² . Во сколько раз снижается средняя скорость крови при переходе в эти ветви?

7. (a) Когда кровь проходит через капиллярное русло в органе, капилляры соединяются, образуя венулы (маленькие вены). Если скорость кровотока увеличивается в 4 раза, а общая площадь поперечного сечения венул составляет 10,0 см ² , какова общая площадь поперечного сечения капилляров, питающих эти венулы? (б) Сколько вовлечено капилляров, если их средний диаметр равен 10.0 мкм м?

8. Система кровообращения человека имеет примерно 1 × 10 ⁹ капиллярных сосудов. Каждый сосуд имеет диаметр около 8 мкм м. Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л / мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

9. (a) Оцените время, необходимое для наполнения частного бассейна емкостью 80 000 л с использованием садового шланга, производящего 60 л / мин. (b) Сколько времени потребуется для заполнения, если вы могли бы направить в нее реку среднего размера, текущую на высоте 5000 м ³ / с?

10.Скорость потока крови через капилляр с радиусом 2,00 × 10 ^-6 составляет 3,80 × 10 ⁹ . а) Какова скорость кровотока? (Эта малая скорость дает время для диффузии материалов в кровь и из нее.) (B) Если предположить, что вся кровь в организме проходит через капилляры, сколько их должно быть, чтобы нести общий поток 90,0 см ³ / с? (Полученное большое количество является завышенной оценкой, но все же разумно.)

11. (a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге с 9.Диаметр 00 см, пропускающий 80,0 л воды в секунду? б) Какая скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Вы бы ответили иначе, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

12. Диаметр главного воздуховода воздухонагревателя составляет 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если его объем равен объему внутри дома каждые 15 минут? Внутренний объем дома эквивалентен массивному прямоугольному массиву шириной 13,0 м на 20.0 м в длину на 2,75 м в высоту.

13. Вода движется со скоростью 2,00 м / с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какая скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в сопле этого шланга составляет 15,0 м / с. Каков внутренний диаметр сопла?

14. Докажите, что скорость несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубке Вентури, увеличивается в раз, равный квадрату коэффициента уменьшения диаметра. (Обратное применимо к потоку из сужения в область большего диаметра.)

15. Вода выходит прямо из крана диаметром 1,80 см со скоростью 0,500 м / с. (Из-за конструкции крана скорость потока не меняется.) (A) Какова скорость потока в см ³ / с? (b) Каков диаметр ручья на 0,200 м ниже крана? Пренебрегайте эффектами, связанными с поверхностным натяжением.

16. Необоснованные результаты Горный ручей имеет ширину 10,0 м и среднюю глубину 2,00 м. Во время весеннего стока сток в ручье достигает 100 000 м ³ / с.а) Какова средняя скорость потока в этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что неразумно или непоследовательно в помещениях?

Глоссарий

расход:

сокращенно Q , это объем V , который проходит мимо определенной точки за время t или Q = V / t

литр:

единица объема, равная 10 ⁻³ м ³

Избранные решения проблем и упражнения

1.2,78 см ³ / с

3. 27 см / с

5. (а) 0,75 м / с (б) 0,13 м / с

7. (а) 40.0 см ² (б) 5.09 × 10 ⁷

9. (а) 22 ч (б) 0,016 с

11. (а) 12,6 м / с (б) 0,0800 м ³ / с (в) Нет, не зависит от плотности.

13. (а) 0,402 л / с (б) 0,584 см

15. (а) 128 см ³ / с (б) 0,890 см

Патент США на выпускную сопловую пластину для печи для окисления волокна от центра к концам Патент (Патент № 10,676847, выданный 9 июня 2020 г.)

В этом заявлении заявлены права U.S. Предварительная заявка на патент, сер. № 62/076746, поданной 7 ноября 2014 г., которая настоящим включена в настоящий документ посредством ссылки.

Окислительные печи обычно используются для производства углеродных волокон из предшественников (таких как акриловые, пековые или целлюлозные волокна). Один из распространенных способов обработки включает последовательное протягивание волокнистых сегментов исходного материала через одну или несколько печей для окисления.

Каждая из печей окисления содержит соответствующую камеру окисления, в которой происходит окисление сегментов волокна.Каждый волокнистый сегмент можно втянуть в первую печь окисления в качестве предшественника углеродного волокна, а затем сделать несколько проходов через каждую печь окисления перед выходом из печи окончательного окисления в качестве сегмента окисленного волокна. Стенды валков и натяжные устройства используются для протягивания волокнистых сегментов через камеры окисления печей. Каждая печь окисления нагревает сегменты до температуры, приближающейся примерно к 300 ° C, с помощью циркулирующего потока горячего газа.

Примером такой печи является печь для окисления углеродного волокна от Despatch Industries, Миннеаполис, Миннесота.Описание такой печи можно найти в общедоступных патентах США No. № 4,515,561. Печь, описанная в патенте ‘561, представляет собой печь для окисления «от центра к концам». В печи для сквозного окисления горячий газ подается в камеру окисления печи из центра камеры и течет к концам камеры.

Обычно такая печь для сквозного окисления включает центральную подающую конструкцию, расположенную в центре камеры. Центральная подающая конструкция включает в себя множество подающих камер, установленных друг над другом.Между уложенными друг на друга нагнетательными камерами предусмотрены зазоры, чтобы обеспечить прохождение волокнистых сегментов между камерами. Каждая камера статического давления имеет конструкцию воздуховода, в которую нагретый воздух поступает через один или оба конца. Каждая камера статического давления включает в себя ряд отверстий, сформированных в каждой из противоположных боковых стенок соответствующей конструкции воздуховода. Этот набор отверстий также называется здесь «соплом». Каждая нагнетательная камера выполнена с возможностью приема нагретого воздуха и направления потока нагретого газа приблизительно горизонтальными и параллельными потоками нагретого газа из сопел к обоим концам камеры окисления.

Такие сопла обычно формируются в виде пары относительно тонких металлических листов, которые образуют боковые стенки камеры статического давления. Эти металлические листы также называются здесь «листами с соплами». Фиг. 1-2 иллюстрируют часть одного примера обычного листа 100 с соплами с соплами 102 , сформированного в листе 100 с соплами.

Листы с соплами 100 обычно имеют толщину менее четверти дюйма и сделаны из алюминия или аналогичного материала, подходящего для использования в духовке.Сопла , 102, обычно формируются в каждом листе , 100, сопел путем перфорирования листа.

Учитывая относительную толщину таких листов сопел и большое количество сопел в листах, лист шестигранного сотового материала обычно накладывают на внешнюю поверхность каждого листа сопел, чтобы укрепить тонкие листы сопел и помочь контролировать угловое направление воздуха, выходящего из сопел, так что он выходит из сопел более равномерными и параллельными потоками.ИНЖИР. 3 иллюстрирует часть листа 104 из шестигранного сотового материала, а на фиг. 4 показан шестигранный сотовый материал , 104, , размещенный на внешней поверхности листа , 100, с соплами, показанного на фиг. 1-2.

Однако может быть трудно точно совместить отверстия в листе шестигранного материала с соответствующими соплами в тонком листе сопел. Несоосность отверстий шестигранного материала с соплами в листе сопел может привести к тому, что воздух, покидающий сопла, будет двигаться менее однородными и параллельными потоками.Кроме того, добавление двух листов шестигранного материала к каждой камере увеличивает стоимость изготовления и сборки каждой камеры.

Один вариант осуществления направлен на печь для нагрева волокон. Духовка содержит подающую конструкцию, расположенную внутри печи между первым и вторым концами печи. Подающая конструкция содержит множество камер повышенного давления, уложенных одна над другой с зазорами между ними. Вентиляционные камеры сообщаются по текучей среде с системой отопления. По меньшей мере, одна камера повышенного давления содержит, по меньшей мере, одну боковую стенку, содержащую множество образованных в ней проходов, причем указанная, по меньшей мере, одна камера повышенного давления сконфигурирована для направления, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи из множества проходов.Каждый из множества каналов, образованных по меньшей мере в одной камере, имеет соответствующую коническую форму поперечного сечения.

Другой вариант осуществления относится к способу нагрева волокон с использованием печи. Способ включает подачу нагретого газа к устройству подачи, расположенному внутри печи. Подающая конструкция содержит множество камер повышенного давления, уложенных одна над другой с зазорами между ними. Способ дополнительно включает направление, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи из каналов, образованных, по меньшей мере, в одной боковой стенке, по меньшей мере, одной нагнетательной камеры, причем указанные каналы имеют конусообразную форму поперечного сечения.

РИС. 1 иллюстрирует часть одного примера обычного листа с соплами.

РИС. 2 — вид в разрезе листа сопел, показанного на фиг. 1.

РИС. 3 иллюстрирует часть листа шестигранного сотового материала.

РИС. 4 иллюстрирует шестигранный сотовый материал по фиг. 3, размещенный на внешней поверхности листа сопел, показанного на фиг. 1-2.

РИС. 5 — вид в перспективе одного примерного варианта духовки.

РИС.6 — вид в перспективе печи, показанной на фиг. 5 с удаленной верхней стенкой из камеры духовки.

РИС. 7 — вид сверху в разрезе печи, показанной на фиг. 5.

РИС. 8 иллюстрирует детали центральной конструкции подачи печи, показанной на фиг. 5.

РИС. 9 — вид сверху в разрезе одного примерного варианта осуществления нагнетательной камеры.

РИС. 10 — вид сбоку одной боковой стенки напорной камеры, показанной на фиг. 9.

РИС.11 иллюстрирует часть боковой стенки, показанной на фиг. 10 подробнее.

РИС. 12 — вид в разрезе части боковой стенки, показанной на фиг. 11.

РИС. 13 — подробный вид одного из сопел, показанных на фиг. 12.

РИС. 14 — блок-схема примерного варианта осуществления способа нагрева волокон путем контакта с нагретым газом.

РИС. 15 иллюстрирует одну альтернативную форму сопла с коническим поперечным сечением.

РИС.5-7 показан один примерный вариант печи для окисления 500 , в которой могут использоваться пластины с соплами, описанные ниже. Однако следует понимать, что описанные ниже пластины с соплами могут использоваться в других печах для окисления.

Окислительная печь 500 , показанная на фиг. 5-7 подходит для использования в производстве углеродных волокон с использованием процесса окисления описанного выше типа. Например, примерный вариант печи для окисления 500 , показанный на фиг.5-7 могут быть использованы в процессах окисления, в которых используются одна или несколько печей (например, в многоярусной конфигурации), как известно специалистам в данной области.

Обычный специалист в данной области техники поймет, что для краткости и ясности различные традиционные элементы, используемые в окислительных печах, не показаны на фигурах и в последующем описании. Примеры таких функций включают, без ограничения, перегородки, каналы, лопатки, вентиляционные отверстия и т.п., используемые для регулирования потока газа внутри печи 500 , вестибюли и вытяжные устройства для уменьшения выброса нежелательных технологических газов в окружающую среду. , и / или изоляция, жалюзи и другие тепловые элементы для повышения теплового КПД печи 500 .Следует понимать, что примерная печь 500 , показанная на фиг. 5-7 могут включать в себя такие признаки.

В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, печь , 500, включает камеру печи , 502, , в которой происходит окисление сегментов волокна. В этом примерном варианте осуществления камера , 502, печи ограничена множеством стенок. Стенки, которые определяют камеру окисления 502 , включают верхнюю стенку 504 , нижнюю стенку 506 , две боковые стенки 508 и 510 вдоль соответствующих сторон 512 и 514 камеры 502 и две торцевые стенки 516 и 518 на соответствующих концах 520 и 522 камеры 502 .Соответствующий вход для волокна сформирован в каждой из торцевых стенок , 516, и , 518, . Каждый вход образован множеством прорезей, которые проходят между первой и второй сторонами , 512, и , 514, камеры , 502, и через которые протягиваются волокнистые сегменты, нагретые печью для окисления 500 . Входы и прорези могут быть выполнены обычным образом.

Духовой шкаф 500 также содержит систему нагрева 524 .Система отопления , 524, служит для подачи нагретого газа в камеру , 502, . В этом примерном варианте осуществления газ, который используется, представляет собой окружающий воздух.

Система отопления 524 может быть реализована различными способами. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, системы отопления 524 реализованы с использованием по меньшей мере одного нагревателя 526 (показанного на фиг. 7), нагнетателя 528 (показанного на фиг. 7) для втягивания газа через нагреватель 526 , и двигатель 530 для привода нагнетателя 528 .Каждый нагреватель , 526, может быть реализован различными способами. Например, каждый нагреватель , 526, может быть реализован с использованием одного или нескольких нагревательных элементов. Кроме того, каждый нагреватель , 526, может быть реализован с использованием косвенного газового нагревателя, электрического нагревателя или их комбинации. Каждый нагреватель , 526, может быть реализован и другими способами.

Система отопления 524 может управляться, например, с помощью одного или нескольких подходящих контроллеров (таких как контроллеры с пропорционально-интегрально-производной (ПИД)).

Духовой шкаф 500 включает в себя подающую конструкцию 532 , расположенную внутри камеры 502 между концами 520 и 522 камеры 502 . В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, печь 500 представляет собой печь для сквозного окисления, в которой нагретый газ подается из центра камеры окисления 502 к концам 520 и 522 камеры 502 .В этом примерном варианте осуществления подающая структура , 532, расположена внутри камеры , 502, , в центре или рядом с центром камеры , 502, , между концами , 502, и , 522, , и здесь также называется «центральная структура предложения» 532 .

В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, центральная подающая конструкция , 532, содержит множество подающих камер , 534, , которые уложены друг над другом с зазорами между ними.

Центральная подающая структура 532 более подробно показана на фиг. 8. Зазоры , 536, (показаны на фиг. 8) предусмотрены между уложенными друг на друга нагнетательными камерами , 534, , чтобы обеспечить прохождение волокнистых сегментов между камерами 534 .

Более подробная информация о напорных камерах , 534, представлена ​​ниже в связи с описанием фиг. 9-13.

Вентиляционные камеры 534 сообщаются по текучей среде на одном или обоих концах с подающим каналом 538 (показанным на фиг.6 и 7) для приема нагретого газа от системы отопления 524 . В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 5-7, каждая камера , 534, сконфигурирована для приема нагретого воздуха через один из ее концов (хотя следует понимать, что в других вариантах осуществления каждая камера давления принимает нагретый воздух через оба ее конца).

Подводящий канал , 538, может быть соответствующим образом сужен или снабжен регулируемыми прорезями или другими элементами (не показаны) для регулирования потока нагретого газа так, чтобы скорость нагретых газов, выходящих из полостей 534 , была по существу однородной.

Каждая печь 500 также включает две возвратные конструкции 540 в камере окисления 502 . Одна возвратная структура , 540, расположена рядом с первой торцевой стенкой , 516 , а другая возвратная структура , 540, расположена рядом со второй торцевой стенкой , 518, . Каждая из возвратных конструкций , 540, включает в себя множество возвратных каналов, каждый из которых уложен один над другим и расположен так, чтобы в целом соответствовать положениям соответствующих пленумов , 534, центральной подающей конструкции , 532, .Между возвратными каналами предусмотрены зазоры, позволяющие прохождение волокнистых сегментов между возвратными каналами.

Возвратные каналы каждой возвратной конструкции 540 сконфигурированы для приема, по меньшей мере, части газа, направляемого от центральной подающей конструкции 532 к этой возвратной конструкции 540 . То есть каждая возвратная структура , 540, принимает газ, направляемый с одной стороны пленумов 534 в центральной подающей конструкции 532 к этой возвратной конструкции 540 .

Возвратный канал 542 используется для установления гидравлического сообщения между каждой возвратной конструкцией 540 и системой отопления 524 . Таким образом, по крайней мере, часть нагретого газа, принимаемого возвратными структурами 540 , направляется обратно в систему отопления 524 для нагрева и подачи в нагнетательные камеры 534 через подающие каналы 538 , как описано выше.

В примерном варианте осуществления, показанном на фиг.5-7, возвратные каналы , 542, расположены внутри стенок камеры , 502, . Однако следует понимать, что возвратные каналы , 542, могут быть реализованы другими способами (например, путем размещения, по меньшей мере, части возвратных каналов , 542, за пределами стен камеры , 502, ).

В примерном варианте осуществления, описанном здесь в связи с фиг. 5-7, каждая из пленумов , 534, реализована, как показано на фиг.9-13. В каждую камеру статического давления 534 подается нагретый газ на первом конце 900 камеры статического давления 534 . Нагретый газ подается из приточного тракта 538 .

Каждая камера статического давления 534 обычно имеет прямоугольное поперечное сечение и проходит горизонтально между боковыми стенками 508 и 510 камеры 502 , но на расстоянии от них. Как показано на фиг. 10, каждая камера 534 имеет проходы 902 , сформированные в боковых стенках 904 камеры 534 .Эти каналы , 902, также называются здесь «соплами» , 902, . В этом примерном варианте осуществления каждая боковая стенка , 904, каждой камеры повышенного давления , 534, реализована с использованием пластины, как более подробно описано ниже в связи с фиг. 10-12 (и эти пластины также упоминаются здесь как «пластины с соплами» 904 ).

Канал, образованный в пластине сопел 904 для каждого сопла 902 , имеет впускное отверстие 908 (показано на ФИГ.12-13), в который входит воздух, подаваемый в нагнетательную камеру 534 , и имеет выпускное отверстие 910 (показано на фиг. 12-13), через которое подаваемый воздух выходит и выпускается в камеру 502 печи. 500 . Выходные отверстия 910 для сопел 902 обращены к соответствующим концам 520 и 522 камеры 502 .

Сопла 902 проходят по ширине камеры статического давления 534 .Сопла , 902, сконструированы и расположены так, чтобы направлять поток принятого нагретого газа приблизительно горизонтальными и параллельными потоками нагретого газа к концам 520 и 522 камеры окисления 502 . Потоки газа направляются вдоль каждого волокнистого сегмента, который проходит через эту часть камеры окисления 502 .

Каждая камера статического давления 534 включает в себя одну или несколько перегородок 906 , которые расположены внутри камеры 534 между пластинами сопел 904 камеры статического давления 534 .В этом примерном варианте осуществления перегородки , 906, имеют V-образную форму, как показано на фиг. 9, с концевой частью V-образной формы, расположенной рядом с концом 900 , где нагретый газ подается в камеру повышенного давления 534 . Это V-образное расположение перегородок , 906, обычно предназначено для равномерного направления потока принятого нагретого газа из сопел , 902, .

РИС. 10 показаны сопла , 902, , сформированные в одной из пластин с соплами , 904, камеры статического давления , 534, .В этом примерном варианте осуществления сопла , 502, сформированы в обеих пластинах сопел , 904, одинаково (хотя показаны только сопла , 902, для одной из пластин с соплами , 904, ). ИНЖИР. 11 иллюстрирует часть пластины с соплами , 904, , показанной на фиг. 10 подробнее. ИНЖИР. 12 представляет собой вид в разрезе части пластины с соплами , 904, , показанной на фиг. 11. Фиг. 13 — подробный вид одного из сопел , 902, , показанных на фиг.12.

Сопла 902 могут быть сформированы в пластинах сопел 904 , например, путем сверления и механической обработки каналов для сопел 902 и / или путем использования процесса литья для изготовления пластин с соплами 904 с проходами для сопел 902 , сформированными в пластинах сопел 904 . Сопла , 902, могут быть сформированы в пластинах , 904, и другими способами.

Как показано на фиг. 12, в этом примерном варианте осуществления пластина , 904, с соплами намного толще, чем обычные перфорированные пластины с соплами.Например, пластина с соплами , 904, может иметь толщину более 0,25 дюйма. Пластина с соплами , 904, может быть изготовлена ​​из алюминия или аналогичного материала, подходящего для использования в духовке.

Кроме того, каждое сопло , 902, сформировано в пластине , 904, сопла с круглым отверстием (показано на фиг. 11) и с конической формой поперечного сечения (показано на фиг. 12-13). Коническая форма поперечного сечения каждого сопла , 902, имеет впускное отверстие , 908, , которое больше, чем соответствующее выпускное отверстие , 910, каждого сопла , 902, .

В этом примерном варианте осуществления коническая форма поперечного сечения для каждого сопла , 902, содержит конический участок , 912, , который проходит от впускного отверстия , 908, сопла , 902, , по меньшей мере, на часть ширины пластина сопла 904 . Каждое сопло , 902, также включает прямую секцию , 914, , которая проходит от конца конической секции , 912, до выпускного отверстия , 910, этой форсунки , 904, .

Воздух, подаваемый в каждую камеру статического давления 534 , будет стремиться двигаться параллельно боковым стенкам 904 камеры статического давления 534 . Однако воздух взаимодействует с перегородкой 906 , когда он проходит через камеру повышенного давления 534 , и, в результате, по крайней мере часть воздуха направляется во впускное отверстие 908 каждого сопла 902 в качестве воздух проходит через пленум 534 .

В этом примерном варианте осуществления коническая секция 912 каждого сопла , 902 имеет изогнутую или скошенную кромку 916 вдоль впускного отверстия 908 .Изогнутая или скошенная кромка 916 помогает воздуху, который проходит мимо сопла 902 , попадать в это сопло 902 . Коническая секция , 912, каждой форсунки постепенно перенаправляет воздух, который входит в форсунку , 902, , тогда как прямой участок , 914, каждой форсунки , 902, стабилизирует и выравнивает воздух так, чтобы он выходил из выпускного отверстия 910 форсунки 902 в равномерных потоках.

Не используя такие листы шестигранного сотового материала, можно избежать сложной задачи точного совмещения отверстий в каждом листе шестигранного материала с соответствующими соплами в тонком перфорированном листе сопел, а также проблем, которые могут возникнуть из-за любого такое несоосность.Кроме того, затраты на изготовление и сборку каждой камеры 534 могут быть уменьшены, если не добавлять два листа шестигранного сотового материала к камере 534 .

Кроме того, коническая форма поперечного сечения сопел 902 в сочетании с более толстой пластиной сопел 904 помогает воздуху, выходящему из сопел 902 , образовывать более однородные и параллельные потоки воздуха без использования листы из шестигранного сотового материала

Кроме того, за счет отказа от перфорированных листов такая же степень однородности получаемых воздушных потоков может быть достигнута при пониженном статическом давлении.

Кроме того, без использования листов шестигранного сотового материала форма и расположение выпускных отверстий 910 сопел 902 не должны соответствовать отверстиям в шестигранном сотовом материале, наложенном на пластину сопел 904 .

РИС. 14 представляет собой блок-схему примерного варианта осуществления способа , 1400, нагрева волокон путем контакта с нагретым газом. Вариант осуществления способа 1400 , показанный на фиг. 14 описывается здесь как реализуемое с использованием примерного варианта осуществления печи окисления , 500, и пластины с соплами , 904, , описанных выше в связи с фиг.5-13. Однако следует понимать, что другие варианты осуществления могут быть реализованы другими способами.

Способ 1400 включает подачу нагретого газа в подающую конструкцию 532 , расположенную внутри печи 500 , где подающая конструкция 532 содержит множество камер 534 , установленных друг над другом с зазорами 536 между ними (блок 1402 ). В этом примерном варианте осуществления нагретый газ подается из системы отопления 528 в каждую камеру повышенного давления 534 через подающий канал 538 .

Способ 1400 дополнительно включает направление по меньшей мере части нагретого газа внутрь печи 502 из сопел 902 , сформированных по меньшей мере в одной боковой стенке 904 по меньшей мере одной из камер 534 , где указанные сопла , 902, имеют сужающуюся форму поперечного сечения (блок , 1404, ). Нагретый газ выходит из сопел , 902, приблизительно горизонтальными и параллельными потоками нагретого газа к концам 520 и 522 камеры окисления 502 вдоль каждого волокнистого сегмента, который пересекает эту часть камеры окисления 502 .

В этом примерном варианте осуществления по меньшей мере часть нагретого газа направляется во впускные отверстия 908 форсунок 902 , и по меньшей мере часть нагретого газа направляется внутрь печи 500 из выходные отверстия 910 форсунок 902 . Кроме того, в этом примере, по меньшей мере, часть нагретого газа, которая направляется во входные отверстия , 908, форсунок , 902, , направляется вдоль изогнутых или скошенных краев , 916, , образованных вдоль входных отверстий , 908, и на конические участки 912 форсунок 902 .Более того, в этом примере, по крайней мере, часть нагретого газа, которая направляется внутрь духовки 500 из выпускных отверстий 910 сопел 902 , направляется в прямые участки 914 сопел 902 перед выгрузкой внутрь печи 500 .

Вышеописанные варианты осуществления являются просто примерными и не предназначены для ограничения.

Следует понимать, что коническая форма поперечного сечения сопел , 902, может быть реализована другими способами.ИНЖИР. 15 иллюстрирует одну альтернативную форму конического поперечного сечения сопла , 1502, , которое можно использовать в камере , 534, , описанной выше. Сопло , 1502, в целом такое же, как сопло , 902, , описанное выше в связи с фиг. 9-13, за исключением случаев, описанных ниже.

В этом примерном варианте выполнения коническая секция 1512 сопла 1502 проходит от впускного отверстия 1508 сопла 1502 до выпускного отверстия 1510 сопла 1502 и не включает прямой участок.Также, как и в варианте осуществления, описанном выше в связи с фиг. 9-14, коническая часть 1512 каждого сопла 1502 имеет изогнутую или скошенную кромку 1516 вдоль впускного отверстия 1508 .

Могут использоваться другие формы конического поперечного сечения.

В описанных выше примерных вариантах осуществления каждая камера 534 нагретого газа снабжается нагретым газом с одной стороны. Однако в других вариантах осуществления в камеры повышенного давления в центральной подающей конструкции газ подается с обеих сторон.

Кроме того, в описанных выше примерных вариантах осуществления формы поперечного сечения всех форсунок одинаковы. Однако в других вариантах осуществления это не так, и размер и форма сопел могут изменяться от сопла к соплу в пределах данной камеры повышенного давления и могут изменяться от камеры давления к камере давления в пределах данной конструкции подачи. Кроме того, в описанных выше примерных вариантах осуществления каждая камера повышенного давления показана как имеющая две боковые стенки, причем обе боковые стенки имеют форсунки, сформированные в ней с конической формой поперечного сечения, как описано выше.Однако это не обязательно (например, только одна из боковых стенок может иметь форсунки, сформированные в ней с конической формой поперечного сечения, как описано выше). Кроме того, в примерных вариантах осуществления, описанных выше, каждая камера повышенного давления в центральной подающей конструкции имеет одинаковую конфигурацию и конструкцию. Однако это не обязательно, и вместо этого одна или несколько пленум, включенных в центральную структуру подачи, могут иметь конфигурации и / или конструкции, которые отличаются от одной или нескольких других камер, включенных в центральную структуру подачи.

Был описан ряд вариантов осуществления. Тем не менее, следует понимать, что различные модификации описанных вариантов осуществления могут быть выполнены без отклонения от сущности и объема заявленного изобретения.

Пример 1 включает печь для нагрева волокон, при этом печь содержит: подающую конструкцию, расположенную внутри духовки между первым и вторым концами печи, подающую конструкцию, содержащую множество камер, установленных друг над другом с зазорами. между ними, при этом камеры повышенного давления сообщаются по текучей среде с системой обогрева; при этом, по меньшей мере, одна нагнетательная камера содержит, по меньшей мере, одну боковую стенку, содержащую множество образованных в ней проходов, причем указанная, по меньшей мере, одна нагнетательная камера сконфигурирована для направления, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи из множества проходов; и в котором каждый из множества каналов, образованных в указанной по меньшей мере одной камере, имеет соответствующую коническую форму поперечного сечения.

Пример 2 включает печь из Примера 1, в которой каждый из проходов, образованных в упомянутой по меньшей мере одной боковой стенке упомянутой по меньшей мере одной камеры статического давления, содержит соответствующее входное отверстие и соответствующее выходное отверстие.

Пример 3 включает печь из Примера 2, в которой, по меньшей мере, для одного из каналов соответствующее входное отверстие больше соответствующего выходного отверстия.

Пример 4 включает печь по любому из примеров 2-3, в которой по меньшей мере один из проходов, образованных в указанной по меньшей мере одной боковой стенке по меньшей мере одной камеры статического давления, содержит сужающуюся секцию, идущую от соответствующего входного отверстия.

Пример 5 включает печь из Примера 4, в которой упомянутый, по меньшей мере, один из каналов, составляющих сужающуюся секцию, дополнительно содержит изогнутую или скошенную кромку вдоль соответствующего входного отверстия.

Пример 6 включает печь любого из Примеров 2-5, в которой по меньшей мере один из проходов, образованных в указанной по меньшей мере одной боковой стенке указанной по меньшей мере одной камеры, содержит сужающуюся секцию, идущую от соответствующего входного отверстия, и прямую секцию. проходит от конца сужающейся секции до соответствующего выпускного отверстия.

Пример 7 включает печь по любому из Примеров 1-6, в которой сотовый материал не размещен на внешней поверхности указанной по меньшей мере одной камеры.

Пример 8 включает печь по любому из Примеров 1-7, в которой указанная по меньшей мере одна боковая стенка имеет толщину по меньшей мере 0,25 дюйма.

Пример 9 включает способ нагрева волокон с использованием печи, при этом способ включает: подачу нагретого газа в подающую конструкцию, расположенную внутри печи, подающую конструкцию, содержащую множество камер, установленных друг над другом с зазорами между ними; и направление, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи из проходов, образованных, по меньшей мере, в одной боковой стенке, по меньшей мере, одной нагнетательной камеры, причем указанные проходы имеют сужающуюся форму поперечного сечения.

Пример 10 включает способ примера 9, в котором направление, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи из указанных каналов включает: направление, по меньшей мере, части нагретого газа во входные отверстия указанных каналов; и направление, по меньшей мере, части нагретого газа внутрь печи через выпускные отверстия указанных каналов.

Пример 11 включает способ примера 10, в котором, по меньшей мере, для одного из указанных проходов соответствующее входное отверстие больше соответствующего выходного отверстия.

Пример 12 включает способ любого из Примеров 10-11, в котором, по меньшей мере, один из упомянутых проходов содержит сужающийся участок, проходящий от соответствующего впускного отверстия.

Пример 13 включает способ любого из Примеров 10-12, в котором направление по меньшей мере части нагретого газа во входные отверстия указанных каналов включает: направление по меньшей мере части нагретого газа по изогнутым или скошенным краям, образованным вдоль входа проемы указанных проходов.

Пример 14 включает способ любого из примеров 10-13, в котором направление, по меньшей мере, части нагретого газа во впускные отверстия указанных каналов включает: направление, по меньшей мере, части нагретого газа в сужающиеся части указанных каналов.

Пример 15 включает способ любого из Примеров 10-14, в котором направление по меньшей мере части нагретого газа внутрь печи из выпускных отверстий указанных каналов включает: направление по меньшей мере части нагретого газа в прямую секции указанных каналов перед выпуском нагретого газа внутрь печи.

— MCAT Physical

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже: