ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ Российский патент 1999 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к тепломассообмену, в частности к конструктивным элементам тепломассообменных аппаратов, например градирен, и может быть использовано в аппаратах для охлаждения воды в водооборотных циклах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред.

Известны листы оросителя градирен с прямолинейными гофрами, имеющими в поперечном сечении вид непрерывной волны и расположенными вдоль вертикальной кромки листа [1] или под углом к ней [2].

Недостатком этих известных листов оросителя градирни и оросителя из них является возникновение и устойчивое существование струйного течения жидкости во впадинах гофр, что снижает интенсивность тепломассообмена.

Также известен лист оросителя градирни, выполненный с гофрами в виде непрерывной волны, расположенными под углом к кромке листа и содержащими выпукло-вогнутые элементы на скатах гофр [3].

Недостатком такого листа оросителя и блока оросителя в целом является невысокая интенсивность обменных процессов, т.к. выпукло-вогнутые элементы для турбулизации потока расположены на скатах гофр, а преимущественное течение жидкости происходит во впадинах гофр, особенно наклоненных гофр.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является ороситель из решетчатых листов с гофрами в виде непрерывной волны, причем гофры направлены вертикально, а в плане образуются сквозные каналы той или иной формы [4].

Недостаток такого оросителя состоит в том, что интенсивность тепломассообменных процессов невысока, а также невысока жесткость конструкции.

Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена и увеличение жесткости конструкции оросителя.

Применение изобретения позволит достигнуть более глубокого охлаждения оборотной воды в градирнях благодаря высоким температурным градиентам процесса и, в конечном итоге, достигнуть увеличения выхода готовой продукции того или иного производства. Кроме того, повысится жесткость каждого листа оросителя и оросителя в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в решетчатых листах выполнены гофры под углом к кромкам листов, по периметру листов и вдоль средней горизонтали выполнены рамки и полосы жесткости, и при сборке листы образуют в плане эквидистантные волны при одинаковом направлении гофр или при их ориентации под углом друг к другу, кроме того, листы могут контактировать друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя или быть направленными под углом друг к другу.

Выполнение решетчатых листов гофрированными с наклоном гофр способствует: во-первых, развитию межфазной поверхности между воздухом и жидкостью, следовательно, увеличивает мощность теплового потока в направлении от воды к воздуху; во-вторых, "проницаемости" гофр для воды и воздуха, что меняет гидродинамическую картину обтекания гофр в направлении турбулизации "короткоживущих" микропленок жидкости, которые образуются на всех перемычках решеток, что повышает интенсивность процессов тепломассообмена; в-третьих, каплям и скоплениям воды падать из узлов решеток на наклонные нижележащие перемычки, вызывая дополнительную турбулизацию пленок жидкости, их разрушение с образованием дискретных капель, падение которых на пленки и их последующее разрушение во всем объеме оросителя способствует поддержанию высокой интенсивности процесса тепломассообмена.

Выполнение гофр соседних листов, ориентированных в одном направлении или под углом друг к другу, при некотором расстоянии между листами положительно при работе оросителя на грязной или быстрозагрязняющейся оборотной воде, при обрастании оросителя.

Возможно выполнение оросителя при контактировании листов друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя или при расположении гофр под углом друг к другу. В этом случае увеличивается межфазная поверхность в объеме оросителя, при этом наблюдается активное взаимодействие падающих диспергированных капель воды, разрушающихся пленок жидкости на перемычках решетчатых листов с потоком восходящего воздуха, что повышает интенсивность тепломассообмена.

В таблице (см. в конце описания) представлены результаты аэротермических испытаний охлаждающей способности модификаций предлагаемого оросителя (при его высоте 1 м).

Выполнение листов с рамками жесткости по их периметру и по средней горизонтали листов способствует повышению жесткости отдельного листа во всех направлениях приложения нагрузки, а также всего оросителя в целом. Вдоль горизонтальных кромок листов гофры выполнены сплошными, а полоса жесткости проходит через впадины гофр. Такое выполнение повышает жесткость решетчатого листа, необходимую при работе оросителя, а также при его монтаже в объеме градирни. Кроме того, плоские полосы и рамки жесткости являются поверхностями, на которых имеет место преимущественно пленочное течение разбрызгиваемой жидкости, в результате чего дополнительно увеличивается интенсивность тепломассообмена.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен фрагмент листа оросителя в аксонометрии.

На фиг. 2, 5 показан главный вид оросителя с вырывом, открывающим вид на соседний лист.

На фиг. 3, 4 показаны виды А и Б на фиг. 2, 5, соответственно.

На фиг. 6, 7, 8 представлены фрагменты решетчатого листа с перемычками различной формы.

Ороситель градирни состоит из решетчатых листов 1 с наклоненными гофрами в виде непрерывных волн 2. Вдоль верхней и нижней кромок листа гофры выполнены сплошными, а через впадины гофр проходят полосы жесткости 3. Вдоль средней горизонтали листов выполнены полосы жесткости 4.

Ороситель градирни работает следующим образом. Охлаждаемую оборотную воду равномерно разбрызгивают по поверхности блоков оросителя. Диспергированные капли воды попадают на поверхности перемычек в решетках листов, растекаются по ним, перетекают в виде капель, тонких пленок на нижележащие перемычки. Кроме того, с узлов перемычек капают более крупные капли на нижележащие перемычки и активно турбулизируют пленки жидкости на них. Навстречу движению капель и пленок жидкости поднимается поток охлаждающего воздуха, который как проходит сквозь гофры решетчатых листов, так и обтекает их, приобретая турбулентный характер течения. В результате активного гидродинамического режима течения воды и воздуха повышается интенсивность процесса тепломассообмена. Кроме того, по планкам жесткости происходит пленочное течение жидкости, которое характеризуется высокими значениями объемного коэффициента массоотдачи. В результате этих процессов оборотная вода интенсивно охлаждается, что сказывается на увеличении выпуска продукции основного производства.

Источники информации
1. Патент Франции N 1510560, F 28 C, 1968.

2. Патент Великобритании N 1177124, F 28 C 3/00, 1970.

3. Патент США N 4668443, НКИ 261-112, 1987.

4. Патент ФРГ N 3839372, F 28 F 25/08, 1990.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к конструктивным элементам тепломассообменных аппаратов, например испарительных градирен, и может быть использовано в установленных для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред. Ороситель градирни состоит из решетчатых листов в виде непрерывной волны, гофры расположены под углом к кромкам листов, по периметру листов и вдоль средней горизонтали выполнены рамки и полосы жесткости, а при сборке листы образуют в плане эквидистантные волны при одинаковом направлении гофр соседних листов или направлены под углом друг к другу. Кроме того, листы могут контактировать друг с другом с образованием каналов. Изобретение позволяет повысить интенсивность тепломассообмена и увеличить жесткость конструкции оросителя. 4 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Ороситель градирни, содержащий решетчатые листы с гофрами в виде непрерывной волны, отличающийся тем, что гофры выполнены под углом к кромкам листов, по периметру листов и вдоль средней горизонтали установлены рамки и полосы жесткости, а при сборке листы образуют в плане эквидистантные волны. 2. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что гофры соседних листов ориентированы в одинаковом направлении. 3. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что гофры соседних листов ориентированы под углом друг к другу. 4. Ороситель по п. 1, отличающийся тем, что листы контактируют друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя. 5. Ороситель по пп.1 и 4, отличающийся тем, что гофры соседних листов расположены под углом друг к другу.