برخی از کوره های تابشی با دمای بالاتر از ۴۰۰ درجه سانتی گراد سر و کار دارند. کوره تابشی وسیله‌ای است که برای تامین گرما در یک فرایند مورد استفاده قرار می‌گیرد و یا می‌تواند به عنوان یک راکتور در تولید گرما خدمت کند. عملکرد کوره‌های تابشی با توجه به عملکرد وظیفه گرمایش و نوع سوخت مصرفی متفاوت خواهد بود.
عملکرد کوره‌های تابشی به کمک ترکیبی از سوخت با هوا یا اکسیژن و یا از طریق انرژی الکتریکی انجام می‌شود.
بسیاری از این کوره‌ها بر اساس استانداردهای بین المللی طراحی و ساخته می‌شوند.
مروری بر نحوه عملکرد کوره‌های تابشی
در این سیستم‌ها سوخت به درون مشعل‌ها راه پیدا می‌کند و در تماس با هوا سوزانده می‌شود. می‌توان گفت که کوره‌های تابشی متعددی وجود دارد.
عملکرد کوره‌های تابشی با توجه به نوع طراحی ممکن است در کف، دیواره‌ها و سقف سیستم نصب شوند.
لوله‌ها به کمک مشعل‌ها گرم می‌شوند و در نهایت مایع موجود در آن از بخشی که به عنوان بخش تابش و جعبه آتش یاد می‌شود، گرمای لازم را تولید می‌کند. این بخش محفظه‌ای است که احتراق در آن انجام می‌شود، در نتیجه گرما توسط تشعشعات به لوله‌های اطراف محفظه آتش منتقل می‌شود.
پس از آن که مایع گرم می‌شود و از لوله‌ها عبور می‌کند دمای مطلوب به دست می‌آید.
برخی از کوره‌ها شامل بخش همرفتی هستند که در آن گرما به کمک مایع منتقل می‌شود. در این روش گازهای حاصل از احتراق از دودکش خارج می‌شوند. به کمک افزودن یک ماده ویژه مانند فولاد ضد زنگ بازده انتقال گرما افزایش می‌یابد.
بخش تابشی
در کوره‌های استوانه‌ای لوله‌ها به شکل عمودی نصب می‌شوند. هر چند که می‌توانند به صورت عمودی و یا افقی باشند. لوله‌ها در امتداد دیواره نسوز در میانه و یا اطراف آن قرار می‌گیرند.
لوله‌های کوره تابشی از جنس فولاد کربن و یا فولاد ضد زنگ ساخته شده و در این فرایند به تابش گرما کمک می‌کنند .از آنجایی که لوله‌ها از بخش عایق کوره فاصله دارند، تابش اشعه به قسمت پشت لوله‌ها منعکس می‌شود تا دمای دیوار لوله را به طور یکنواخت حفظ کند.
جریان همرفتی
در بخشی از کوره‌ها قسمت همرفتی در بالای بخش تابشی کوره قرار دارد و برای بازیابی دمای پایین از آن استفاده می‌شود.
در این بخش انتقال گرما به کمک روش همرفت صورت می‌گیرد. سه ردیف اول لوله‌ها در قسمت زیرین همرفت و سایر آن‌ها در بخش بالایی قرار می‌گیرند. علاوه بر این، آن‌ها برای محافظت از داده‌های مقطعی همرفت که معمولا از مقاومت کمتری در درجه حرارت بالا برخوردار هستند، به کار گرفته می‌شوند.
طراحان، لوله‌های کوره تابشی را به گونه‌ای نصب می‌کنند که دما در آن قابل کنترل باشد. این کار باعث می‌شود که اجرای فرایند مطابق با آنچه در نظر دارند انجام شود.
می‌توان کوره‌های تابشی را به صورت اتوماتیک و با شعله‌های کوچک و یا در برخی از مدل‌های قدیمی به صورت دستی روشن کرد.
با این حال امروزه بیشتر شعله‌ها توسط ترانسفورماتور احتراق، روشن می‌شوند. شعله‌های اصلی پس از روشن شدن به کمک گاز طبیعی و یا دیگر سوخت‌ها، فرایند گرمایش را اجرا می‌کنند. استفاده از مشعل‌های کوچک یا پایلوت باعث می‌شود که ایمنی و سهولت در روشن کردن کوره بیشتر از روش دستی باشد.
لوله‌ها در کوره تابشی به صورت افقی و یا عمودی با خم‌های ۱۸۰ درجه به شکل مارپیچ ساخته شده‌اند.
بسته به افت فشار و شرایط مجاز، فرایند با تفاوت کمی انجام می‌شود. مواد کویل تابشی از جنس کربن بوده و برای خدماتی با درجه حرارت پایین به کار گرفته می‌شوند، همچنین از فولاد آلیاژی برای خدمات با درجه حرارت بالا استفاده می‌شود. جنس تکیه گاه‌های موجود در کوره تابشی به طور کلی از جنس فولاد آلیاژی است. در هنگام طراحی سیم پیچ تابشی، لازم است نهایت دقت و مراقبت به کار گرفته شود تا میزان انبساط در شرایط گرم حفظ شود.
از آنجایی که بخش همرفتی بالاتر از بخش تابشی قرار دارد و حرکت هوا در این بخش کندتر است، دوده‌های حاصل از احتراق سوخت در این بخش جمع می‌شوند، در نتیجه ممکن است این امر باعث کاهش کارایی بخش همرفت شود.
به همین دلیل از مواد روان مانند آب، هوا و بخار استفاده می‌شود تا رسوبات لوله از بین برود. این کار هزینه‌های نگهداری را تا میزان زیادی کاهش می‌دهد. یکی دیگر از اجزای کوره‌های تابشی دمنده‌های آن است. دمنده‌های دوار بر روی دیواره‌های کوره که از لوله‌های همرفت بیرون زده است، نصب شده‌اند. معمولا در برخی از کوره‌های تابشی که جریان همرفتی نیز برقرار است، دودکش به شکل ساخت استوانه‌ای در قسمت بالایی اتاق‌های انتقال حرارت قرار دارد.
عایق بخش مهم دیگری از عملکرد کوره‌های تابشی است که با به حداقل رساندن فرار گرما از محفظه گرم شده، میزان راندمان آن را افزایش می‌دهند. مواد نسوز، فیبر و سرامیک برای قسمت‌های بالایی استفاده می‌شود. بخش کف معمولا از نوع چدنی است. در حالی که از الیاف سرامیکی برای سقف کوره استفاده می‌شود. با این حال می‌توان گفت که مواد با توجه به چگالی و درجه حرارت حداکثر درجه بندی می‌شوند.
در قسمتی از کوره شیر پروانه‌ای شکل وجود دارد که تحت عنوان دمپر شناخته می‌شود. وظیفه دمپر این است که اختلاف فشار بین ورودی و خروجی هوا را در کوره تنظیم می‌کند. این بخش همان چیزی است که گاز حاصل از احتراق را از طریق بخش همرفتی خارج می‌کند. با بسته شدن دمپر، میزان گرمای فرّار از کوره تابشی کاهش می‌یابد، اما ممکن است فشار در آن افزایش پیدا کند. این مسئله خطراتی را برای کسانی که در محیط اطراف کار می‌کنند، به وجود می‌آورد، زیرا نشتی هوا در کوره باعث ایجاد خطر و یا انفجار می‌شود. به همین دلیل لازم است مهندسان ناظر به این مسئله توجه کنند.
تولیدکنندگان بسیاری وجود دارند که کوره‌های تابشی را با توجه به نیاز مصرف کننده طراحی کرده و ارائه می‌دهند، به همین دلیل می‌توانید با شناسایی این شرکت‌ها، با توجه به اهداف خود، سیستم مورد نیازتان را سفارشی سازی کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.