ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ Российский патент 1999 года по МПК F28F25/08 

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

Известен элемент насадки градирни, содержащий минимально три диска с отверстиями, образующими решетку. По окружности каждого диска выполнено ребро жесткости, а с осью дисков скреплено кольцо Т-образного сечения [1].

Недостатком этого известного элемента насадки является то, что поток воздуха без достаточной степени турбулизации проходит через параллельно расположенные прорези дисков, поэтому интенсивность тепло- массообмена невелика.

Также известен ороситель градирни, содержащий расположенные с зазором по высоте блоки решеток [2]. Решетки снабжены каплеобразователями, выполненными в виде гребенок с зубьями, закрепленных на ребрах жесткости, причем верхние кромки ребер жесткости выполнены с двусторонними симметричными скосами.

Недостатком этого оросителя градирни является то, что в нем преобразуется течение жидкости в капельное, характеризующееся более низкими значениями объемного коэффициента массоотдачи.

Известным является ороситель, составленный из решеток, установленных ярусами [3]. Решетки прямоугольной формы содержат направленные вдоль сторон решетки ребра жесткости, причем ребра вдоль одной из сторон выполнены в форме эллиптического цилиндра и наклонены к вертикали.

Недостатком оросителя из решеток данной конструкции состоит в том, что интенсивность процесса тепло- массообмена невысока вследствие того, что поток воздуха проходит вдоль параллельных каналов, образуемых телом хорошо обтекаемой формы (эллиптический цилиндр), без заметной турбулизации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ороситель градирни [4], содержащий поярусно установленные на подвеске горизонтально расположенные решетки прямоугольной формы, снабженные перемычками, чередующимися со щелями. Решетки снабжены размещенными по диагонали ребрами жесткости, а перемычки расположены параллельно одному из них с равномерным шагом. Кроме того, перемычки смежных ярусов установлены параллельно со смещением или перпендикулярно, а ребра жесткости выполнены с увеличивающейся к центру высотой.

Практика эксплуатации такого оросителя показала, что при обмерзании оросителя происходит прогиб углов решетки и смерзание с углами решетки нижележащего яруса, что искажает картину обтекания их водой и воздухом. В теплое время года решетки теряют жесткость и под динамическим воздействием воды и высокой ее температуры углы решеток также прогибаются вниз и "слипаются", что отрицательно сказывается на эффективности охлаждения воды.

Техническим результатом изобретения является повышение интенсивности тепло- массообмена и увеличение жесткости конструкции оросителя.

Применение изобретения позволит достигнуть более глубокого охлаждения оборотной воды и повысить жесткость конструкции оросителя, необходимую как при его работе, так и при монтаже в градирне.

Для достижения технического результата, согласно изобретению, решетки оросителя дополнительно снабжены размещенными по углам втулками высотой, равной высоте ступицы в центре решетки, под которыми выполнены шипы, а перемычки расположены вдоль сторон решетки с одинаковым шагом, причем одна из ближайших к центральной перемычке в каждом секторе установлена на расстоянии вдвое меньшем шага и, кроме того, перемычки сбоку снабжены выпуклыми элементами в шахматном порядке по отношению к элементам на соседних перемычках. При этом решетки смежных ярусов могут быть повернуты вокруг оси на 90, 180 ^o.

Выполнение втулок по углам решетки высотой, равной высоте ступицы-втулки в центре решетки, способствует повышению жесткости конструкции оросителя, т. к. для решеток выполнены дополнительные опорные точки. Кроме того, наличие шипов под втулками обеспечивает дополнительную жесткость конструкции оросителя, т.к. втулки нижележащего яруса входят в контакт с шипами вышележащего яруса.

Изготовление крайних перемычек к центральной с шагом вдвое меньшем, чем шаг остальных перемычек в каждом секторе, способствует при повороте решеток на 90, 180 ^o перекрытию пространства щелей перемычками и обеспечению высокой степени турбулизации потока воздуха. Этому способствует выполнение выпуклых элементов в шахматном порядке на перемычках в направлении потока воздуха от яруса к ярусу. В результате взаимодействия турбулизированного потока воздуха с многочисленными каплями воды на выпуклых элементах перемычек повышается интенсивность процессов тепло- массообмена. Кроме того, выполнение под ребрами жесткости перетекателей струй плохо обтекаемой формы способствует задержанию пленок воды на решетках, более длительному их охлаждению, что также повышает степень охлаждения оборотной воды.

Наличие втулок в центре и в углах решетки содействует появлению на них пленок жидкости, непрерывно взаимодействующих с потоком воздуха, что дополнительно повышает интенсивность тепло- массообменна.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана решетка оросителя в плане;
на фиг. 2 показано расположение решеток в ярусах оросителя, диагональный разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 поперечный разрез ребра жесткости Б-Б на фиг. 1.

Ороситель градирни содержит горизонтальные решетки 1, имеющие в плане прямоугольную форму, закрепленные ярусами 2-6 на подвеске 7. Решетки выполнены с перемычками 8, чередующимися с определенным шагом со щелями 9. По диагоналям решетки выполнены ребра жесткости 10. Перемычки 8 расположены параллельно сторонам решетки и пересекаются на ребрах жесткости 10. Кроме того, перемычки содержат выпуклые элементы 11 с определенным шагом. В каждом секторе решетки выпуклые элементы 11 на соседних перемычках 8 выполнены в шахматном порядке. Ребра жесткости 10 выполнены переменной высоты, увеличивающейся к центру их пересечения 12, и снабжены перетекателями струй воды в виде вертикальных пластин 13 плохо обтекаемой формы. В углах решетки выполнены втулки 14, в отверстия которых входят шипы 15 в решетках вышележащего яруса. Решетки нанизываются посредством отверстий в ступицах 16 на трубку или трос и опираются в собранном оросителе втулками 1 и шипами 15 по углам и ступицами 16 в центре каждой решетки.

Ороситель градирни работает следующим образом.

Воду, подлежащую охлаждению, разбрызгивают на ороситель. Ударяясь о поверхность перемычек 8 и ребер 10 жесткости верхнего яруса 2 решеток 1, брызги разбиваются на капли, которые падают на перемычки 8 и ребра 10 жесткости нижележащих ярусов 3, 4,..., подвергаясь многократному дроблению и перемешиванию. Кроме того, выступающие элементы 11 в шахматном порядке также способствуют многократному дроблению капель воды. Падающие капли воды подвергаются воздействию подаваемого снизу воздуха, проходящего через щели 9 и омываемого перемычки 8, ребра 10 жесткости и выступающие элементы 11. Перекрытие щелей решеток в ярусах в направлении потока воздуха обеспечивает интенсивную турбулизацию теплообменивающихся сред.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1206604, F 28 F 25/08, 1986, бюл. N 3.

2. Авторское свидетельство СССР N 1334042, F 28 F 25/08, 1987, бюл. N 32.

3. Авторское свидетельство Болгарии N 36147, F 28 F 25/08, 1964.

4. Авторское свидетельство СССР N 1455221, F 28 F 25/02, 1989, бюл. N 4.

Изобретение относится к тепло- массообмену, в частности к конструктивным элементам тепло-массообменных аппаратов, например градирен, и может быть использовано в аппаратах для охлаждения воды. Изобретение позволяет повысить интенсивность тепло-массообмена и увеличить жесткость конструкции оросителя. Ороситель градирни состоит из поярусно установленных решеток прямоугольной формы. Решетки снабжены размещенными по углам втулками высотой, равной высоте ступицы в центре решетки, под которыми выполнены щипы, а перемычки расположены вдоль сторон решетки с одинаковым шагом, причем одна из ближайших к центральной перемычке в каждом секторе установлена на расстоянии вдвое меньшем шага, перемычки сбоку снабжены выпуклыми элементами в шахматном порядке по отношению к элементам на соседних перемычках, при этом решетки смежных ярусов могут быть повернуты вокруг оси на 90,180 ^o. 1 з.п. ф-лы., 3 ил.

1. Ороситель градирни, содержащий поярусно установленные на подвеске горизонтально расположенные решетки прямоугольной формы, снабженные перемычками, чередующимися со щелями, отличающийся тем, что решетки дополнительно снабжены размещенными по углам втулками высотой, равной высоте ступицы в центре решетки, под которыми соосно выполнены шипы, а перемычки расположены вдоль сторон решетки с одинаковым шагом, причем одна из ближайших к центральной перемычке в каждом секторе установлена на расстоянии вдвое меньшем шага, кроме того, перемычки сбоку содержат выпуклые элементы в шахматном порядке по отношению к элементам на соседних перемычках
2. Ороситель градирни по п.1, отличающийся тем, что решетки смежных ярусов повернуты вокруг оси на 90, 180^o.