Ороситель градирни

 

Использование: теплоэнергетика, контактные аппараты для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Сущность изобретения: ороситель градирни содержит блок 1 пластин 2 с выступами в виде усеченных ко-, нусов 3 с отверстиями 4 на боковой поверхности и конусов 5. Над пластинами 2 размещен слой 6 трубчатых гофрированных элементов 7, установленных под острым углом к вертикали , при этом высота слоя б составляет 1,5- 1,7 высоты пластин 2. 1 табл, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 28 F 25/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 4805710/06 (22 26.03,90 (46 15.02.93. Бюл. ¹ 6 (71) Научно-производственное объединение и Техэ не ргохи ми ром (72) Е. В. Балашов, Н, Б. Гаврилов, P. В. Герасимов, В. Е. Дымов, В; Д. Дышлис и В, Ф, Федосеев (561 Авторское свидетельство СССР

¹ 1581988, кл. F 28 F 25/08, 1987.

» 42„„1795255 А1 (54) ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ (57) Использование; теплоэнергетика, контактные аппараты для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения промышленных пр1здприятий. Сущность изобретения: ороситель градирни содержит блок 1 пластин 2 с выступами в виде усеченных конусов 3 с отверстиями 4 на боковой поверхности и конусов 5. Над пластинами 2 размещен слой 6 трубчатых гофрированных элементов

7, установленных под острым углом к вертикали, при этом высота слоя 6 составляет 1,51,7 высоты пластин 2. 1 табл, 1 ил, 1795255

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к контактным аппаратам для охлаждения воды в системах оборотного водоснабжения.

Известен ороситель градирни, содержащий пластины с выполненными по обе стороны в шахматном порядке выступами в виде полых усеченных конусов с отверстиями в вершине,,при этом в боковых стенках выступов, расположенных по одну сторону листа, выполнейы дополнительные отверстия а выступы, расположенные на противоположной стороне листа, выполнены со сплошной боковой стенкой, причем выступы с отверстиями в стенках выполнены с диаметром основания и высотой; составляющими 1,2 — 2,5 диаметра основания и высоты упомянутых выступов, а пластины в оросителе сопряжены собой меньшими основаниями.

Основным недостатком такого оросителя является невысокая интенсивность тепломассообмена и значительный каплеунос.

Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена и уменьшение каплеуноса, Указанная цель достигается тем, что ороситель градирни, содержащий пластины с выполненными по обе стороны в шахматном порядке выступами в виде полых усеченных конусов с отверстиями в вершине, при этом в боковых стенках выступов, расположенных по одну сторону листа выполнены дополнительные отверстия, а выступы, размещенные на противоположной стороне листа, выполнены со сплошной боковой стенкой, причем вь|ступы с отверстиями в стенках выполнены с диаметром основания и высотой, составляющими 1,22,5 диаметра основания и высоты упомянутых выступов, а пластины в оросителе сопряжены между собой меньшими основаниями, снабжен слоем трубчатых гофрированных элементов, установленных над пластинами под острым углом к вертикали, при этом высота слоя составляет 1,5 — 1,7 высоты пластины.

На чертеже изображен ороситель градирни, общий вид.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Высокая интенсивность тепло-и массообмена в контактных аппаратах для охлаждения воды, а именно, в градирнях достигается главным образом за счет образования мелких капель-брызг в результате высокой турбулиэации жидкостного и воздушного потоков, Однако, чем выше степень турбулизации, тем больше каплеунос, отрицательно скааыелющийсл не только на экономику процесса, но и на условия окружающей среды, при наличии В воде в результате массообмена токсичных веществ.

Предложенное техническое решение созда5 ет условия для высокой турбулизации потоков, а следовательно, для интенсивного тепло-массообмена за счет геометрических особенностей пластин оросителя градирни, играющих роль турбулизатора, и в то же время обеспечивает снижение каплеуноса за счет установки определенным образом слоя трубчатых гофрированных элементов определенной высоты, играющего роль ламинизатора.

"5 Установка трубчатых гофрированных элементов над пластинами позволяет осуществить пленочный режим течения исходной разбрызгиваемой жидкости по стенкам гофрированных трубчатых элементов, а так20 же препятствует выносу брызг, образующихся на верхнем срезе пластин, Расположение трубчатых гофрированных элементов под острым углом к вертикали позволяет увеличить время пребывания пленки на внутренней поверхности трубчатых гофрированных элементов, а следовательно, повысить степень охлаждения жидкости.

Целесообразность выполнения соотноЗ0 шения высоты (Н) слоя трубчатых гофрированных элементов и высоты (h) пластин с коническими выступами равным

Н/h=-1,5-1,7 подтверждена приведенными в таблице экспериментальными данными, QT85 ражающими влияние величины этого соотношения на технологические показатели оросителя А и (, де А — показатель охлаждающей способности, а (— показатель аэродинамического сопротивления. Как

40 видно из данных, представленных в таблице, при Н/h<1,5 за счет уменьшения продолжительности течения жидкой пленки по поверхности трубчатых гофрированных элементов, обуславливающего недоохлажде45 ние воды на 0,5-0,8 С, происходит снижение интенсивности тепло -массообмена (уменьшение показателя А), а также повышение уноса ка пель ной влаги и увеличение показателя (. При Н/h>1,7 за

50 счет увеличения Времени течения жидкости по поверхности трубчатых элементов, а следовательно,времени ее охлаждения воздушным потоком, имеет место некоторое повышение степени охлаждения жидкости (увеличение показателя А), но при этом за счет накопления жидкости в трубчатых элементах наблюдается несопоставимо большое увеличение аэродинамического сопротивления оросителя (увеличение пока1795255 зателя (, Согласно изобретению ороситель содержит блок 1 пластин 2 с выступами в виде полых усеченных конусов с отверстиями в основаниях и вершине, причем усеченные конусы 3 имеют на боковой поверхности отверстия 4, а усеченные конусы 5 на другой стороне пластин выполнены без отверстий на боковых поверхностях.

Над блоком 1 пластин 2 размещен слой 6 гофрированных трубчатых элементов 7.

Блок 1 имеет высоту h, а слой 6 — Н.

Общая площадь пластины 2 — Fpe(((. Жиз вое сечение,>, F(, пластины 2 складывает(=1 ся из F1 — площади между соседними конусами 3. Fz — площади отверстий 4 и Гзплощади между усеченными конусами 5.

Ороситель работает следующим образом.

Воздушный поток поступает в нижнюю часть градирни, затем в нижнюю часть блока 1, после чего попадает в нижнюю часть слоя 6 гофрированных трубчатых элементов

7, играющего роль ламинизаторэ.

Противотоком подают охлаждаемую в градирне воду, которая растекается по стенкам гофрированных трубчатых элементов 7, установленных под острым углом к вертикальной оси симметрии блока 1 оросителя.

Воздушный поток, проходя через свободное сечение гофрированных трубчатых элеМентов 7, встречает на своем пути стекающую в виде пленки по стенкам труб

7 охлаждаемую воду. Частично охлажденная воздушным потоком в слое 6 вода в виде отдельных капель, прерывистых или сплошных струй под действием силы тяжести попадает на пластины 2 блока 1.

Наиболее интенсивно процессы тепломассообмена происходят в блоке 1, выполняющем роль турбулизатора, Поступающая в эту часть оросителя вода протекает по развитой системе каналов, образованных каждыми двумя соседними пластинами 2, а также поступает через отверстия 4 в пластинах 2, При этом происходит многократное дробление потоков воды на отдельные кап4и, пленки, струи контактирующие с восходящими потоками воздуха, проходящими через упомянутые каналы и отверстия.

Выполнение ламинизатора в виде гофрированных трубчатых элементов 7 позволяет осуществить пленочный режим течения воды по cTp((кам труб, что препятствуетотрыву капель от стенок труб воздушным потоком и при высокой интенсивности тепломассообмена снижает вынос капель является соотношение: з

FI (= 0,6+.0,4) Робщ., (=1

3 где » FI — сумма площадей каналов (жиI 1 вое сечение), через которые проходят вода и воздух;

Foe@ — общая площадь пластин 2 (в пла30 не).

При этом коэффициенты А и (достигают своvx оптимальных значений; А= (1,175-1,18)M (= (9,5 12) м ", унос капельной влаги

0,03-.0,04 от расхода охлаждаемой воды.

35 увеличение укаэанного соотношения площадей до 0,7, например, приводит к заметному снижению сопротивления пластин, но вместе с тем к недопустимо высокому увеличению уноса капельной влаги из градирни (более 0,17 ). При этом уменьшается охлаждающая способность оросителя.

55 за пределы оросителя. В случае же, когда часть потока воды на начальном участке слоя 6 движется в виде струй, а также капель больших размеров, при дальнейшем их движении за счет динамического воздействия воздушного потока, проходящего через живое сечение труб 7, все равно происходит их растекание по стенкам труб.

Таким образом, наличие слоя 6 создает такую гидродинамическую обстановку течения воды и воздуха, которая препятствует капельному уносу охлаждаемой воды при высокой интенсивности тепломассообмена.

Сохранение высокой интенсивности тепло-массообмена в пластинах 2 с коническими выступами 3, 5 при установке слоя 6 трубчатых гофрированных элементов 7 достигается при определенном соотношении площадей живого сечения пластин 2 и их общей площади (B плане), Так оптимальным

С уменьшением соотношения площадей до 0,3, например, при высокой интенсивности тепломассообмена в несколько раз возрастает аэродинамическое сопротивление оросителя, и показатель каплеуноса также возрастает из-за вытеснения .. потоком воздуха капель воды иэ каналов и их выноса в пространство над оросителем, а затем и из градирни.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет при высокой интенсивности тепло-массообмена добиться уменьшения каплеуноса и, как следствие, улучшения экологической обстанов(и вокруг градирен, 1795255

Показатель аэродинамического сопротивления ,м

Характеристика оросителя

Унос капельной влаги в, от расхода охлаждаемой воды

Показатель охлаждающей способности А, м 1

0,840.4,6

0,07

23,7

1,122

0,20

0,846

1,175

1,183

1,184

1,186

6,9

9,8

10,5

12,5

28,5

0,15

0,03

0,034 о,оао

0,035

Формула изобретения

Ороситель градирни, содержащий пластины с выполненными по обе стороны в шахматном порядке выступами в виде по- 5 лых усеченных конусов с отверстиями в вершине, при этом в боковых стенках выступов, расположенных по одну сторону листа, выполнены дополнительные отверстия, а выступы, размещенные на противоположной 10 стороне листа, выполнены со сплошной боковой стенкой, причем выступы с отверстиТрубчатый ороситель 2 слоя блоков по 900 мм каждый, Общая высота оросителя равна

1,8м.

Пластины с коническими выступами, 3 слоя по

300 мм с разрывами, Общая высота оросителя равна 1,3 м, Предлагаемый ороситель, Ороситепь из пластин с коническими выступами снабжен слоем трубчатых гофрированных элементов, Н = 1,4 h

Н = 1,5 h

Н=-1,6h

Н =1,7h

Н=1,8h ями в стенках выполнены с диаметром основания и высотой, составляющими 1,2 — 2,5 диаметра основания и высоты упомянутых выступов, а пластины в оросителе сопряжены между собой меньшими основаниями, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения интенсивности тепломассообмена и уменьшения каплеуноса, он снабжен слоем трубчатых гофрированных элементов, установленных над пластинами под острым углом к вертикали, при этом высота слоя составляет 1,5-1,7 высоты пластины,