БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ Российский патент 2008 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Известны блочные оросители из полимерных материалов, например оросительные устройства, выполненные в виде блока пластмассовых горизонтально расположенных труб (см., например, РФ № 2141616, кл. F28F 25/00, 20.11.1999 и № 2141617, кл. F28F 25/08, 20.11.1999 г.).

Данные оросители являются эффективными и водостойкими. Однако эти оросители имеют сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление и, кроме того, недостатком этих оросителей является сложность сборки блока в процессе его изготовления.

Известен блок оросителя градирни, содержащий вертикальные цилиндрические гофрированные трубы из термопластичного материала, в каналах между трубами заподлицо с их торцами размещены гильзы из того же материала (см. авторское свидетельство SU 1359634, кл. F28F 25/08, 15.12.1987 ).

Недостатками такого оросителя являются невысокая надежность соединения гильз и труб, недостаточная жесткость конструкции, сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление и невысокая эффективность тепломассообмена.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является блок оросителя градирни, содержащий выполненные из полимерного материала, расположенные параллельно друг другу и скрепленные между собой трубы, причем последние скреплены посредством сплавления торцов труб заподлицо (см. патент на полезную модель RU № 28766, кл. F28F 25/08, 10.04.2003).

Описанное выше выполнение блока оросителя градирни позволило повысить жесткость конструкции и упростить сборку блока оросителя. Однако эффективность теплообмена недостаточно высока, что связано с невысокой турбулизацией потока охлаждающего воздуха.

Задачей изобретения является упрощение конструкции оросителя, снижение материалоемкости и более равномерное распределение потоков воды по сечению блока оросителя градирни.

Техническим результатом, достигаемым от использования изобретения, является повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что блок оросителя градирни содержит выполненные из полимерного материала, расположенные параллельно друг другу и скрепленные между собой трубы, причем последние скреплены посредством сплавления торцов труб заподлицо, трубы расположены вертикально или под наклоном к вертикали, часть труб выполнена со стенкой из сплошного материала, и в поперечном сечении эти трубы имеют форму прямоугольника или квадрата, а другая часть труб выполнена со стенками в виде сетки, причем последние расположены в шахматном порядке между трубами со стенками из сплошного материала, все трубы выполнены с поперечными гофрами, расположенными перпендикулярно или под углом к вертикали, и в смежных трубах гофры выполнены сопрягаемыми по форме.

Трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении предпочтительно имеют овальную форму или форму круга.

Трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют предпочтительно форму многоугольника, в частности форму квадрата, прямоугольника или треугольника.

Расстояние между гофрами составляет от 1:1 до 1:1,5 к ширине грани квадратной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала или ширины меньшей грани прямоугольной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала, ширина гофр составляет 0,5 - 0,3 от расстояния между гофрами, а глубина и/или высота гофр составляет 03 - 0,15 от расстояния между гофрами.

В ходе исследования работы оросителей, собранных из гофрированных труб, было выявлено, что конструкцию оросителя можно упростить за счет выполнения оросителя из двух типов труб, причем половина гофрированных труб выполнена с прямоугольным поперечным сечением, которые при транспортировке занимают мало места за счет плотной укладки друг на друга и практически полностью перекрывают поперечное сечение градирни, а после сборки в составе блока оросителя позволяют создать конструкцию с низким аэродинамическим сопротивлением. При этом эти трубы выполнены со стенками из сплошного материала, что позволяет выполнить их тонкостенными, обеспечивая при этом высокую эффективность тепломассообмена за счет турбулизации протекающих потоков воздуха и капель воды с помощью гофр. Другая половина труб выполнена со стенками в виде сетки, что позволяет с одной стороны за счет турбулизации потоков вдоль стенок интенсифицировать теплообмен между каплями воды и набегающим на них потоком воздуха, а с другой стороны создать жесткую и легкую конструкции блока оросителя. При сборке блока оросителя не требуется специальная подгонка труб друг к другу. Блок оросителя легко и быстро собирается на месте монтажа градирни. Повышению жесткости конструкции способствует то, что трубы выполнены с поперечными гофрами, которые сопрягаются друг с другом при сборке, образуя таким образом в местах сопряжения ребра жесткости с толщиной стенки, в два раза превышающей толщину стенки трубы, а, принимая во внимание, что трубы плотно прилегают друг к другу, представляется возможным изготавливать трубы с меньшей толщиной стенки, что, в свою очередь, позволяет снизить материалоемкость конструкции оросителя при повышении жесткости конструкции. Как отмечалось выше, набегающий снизу поток охлаждающего воздуха обтекает выполненные в трубах поперечные гофры. В результате взаимодействия с гофрами поток воздуха турбулизуется, образуя вихри. Падающие сверху капли воды, попадая в вихревой поток воздуха, отбрасываются на стенки канала и стекают по ним в виде пленки, что и позволяет добиться высокой эффективности теплообмена.

В ходе проведенного исследования выявлено влияние конструктивных особенностей выполнения выступов и впадин на эффективность работы оросителя. Было установлено, что снижения материалоемкости при повышении жесткости конструкции блока оросителя удалось добиться при выполнении расстояния между гофрами, составляющего от 1:1 до 1:1,5 к ширине грани квадратной в поперечном сечении трубы или ширины меньшей грани прямоугольной в поперечном сечении трубы, ширины гофр, составляющей от 0,5 до 0,3 от расстояния между гофрами, и глубины и/или высоты гофр, составляющей от 03 до 0,15 от расстояния между гофрами.

На фиг. 1 представлен вид сбоку на блок оросителя, трубы которого выполнены с поперечными гофрами, перпендикулярными вертикали. На фиг. 2 представлен вид сверху на блок оросителя.

Блок оросителя градирни содержит выполненные из полимерного материала, расположенные параллельно друг другу и скрепленные между собой трубы 1 и 2. Трубы 1 и 2 скреплены посредством сплавления торцов труб 1 и 2 заподлицо. Трубы 1 и 2 расположены вертикально или под наклоном к вертикали. Труба 1 выполнена со стенкой из сплошного материала и в поперечном сечении эти трубы имеют форму прямоугольника или квадрата. Труба 2 выполнена со стенками в виде сетки, причем последние расположены в шахматном порядке между трубами 1 со стенками из сплошного материала. Все трубы 1 и 2 выполнены с поперечными гофрами 3, расположенными перпендикулярно или под углом к вертикали, и в смежных трубах 1 и 2 гофры 3 выполнены сопрягаемыми по форме.

Трубы 2 со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют овальную форму или форму круга, либо трубы 2 в поперечном сечении имеют форму многоугольника, в частности форму квадрата, прямоугольника или треугольника.

Расстояние между гофрами 3 составляет от 1:1 до 1:1,5 к ширине грани квадратной в поперечном сечении трубы 1 со стенками из сплошного материала или ширины меньшей грани прямоугольной в поперечном сечении трубы 1 со стенками из сплошного материала, ширина гофр 3 составляет от 0,5 до 0,3 от расстояния между гофрами 3, а глубина и/или высота гофр 3 составляет от 03 до 0,15 от расстояния между гофрами 3.

Ороситель градирни работает следующим образом.

Охлаждающий воздух поступает из нижней части градирни за счет естественной тяги в башенных градирнях и принудительного движения в вентиляторных градирнях. Охлаждаемую воду сверху от блока оросителя равномерно разбрызгивают по площади, образованной трубами 1 и 2 блока оросителя. В оросителе тепломассообмен происходит между движущимися в противотоке каплями воды и воздуха, а также на поверхности каналов, образованных гофрированными трубами 1 и 2, после контакта капель воды со стенками каналов и образования на поверхности каналов пленки воды, образованной стекающими каплями воды при обтекании гофр 3 и стенок труб 2, выполненных в виде сетки. Основная масса воздуха движется в центральной части каналов, образованных трубами 1 и 2 блока оросителя градирни, а жидкость, в результате взаимодействия с вихрями в потоке воздуха, осаждается на стенках указанных выше каналов и движется по стенкам каналов в виде пленки.

Данное изобретение позволяет решить задачу создания блока оросителя градирни, удобного для монтажа и транспортировки при одновременных упрощении и удешевлении монтажных и ремонтных работ в градирнях и может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами. Блок оросителя градирни содержит выполненные из полимерного материала, расположенные параллельно друг другу и скрепленные между собой трубы, причем последние скреплены посредством сплавления торцов труб заподлицо. Трубы расположены вертикально или под наклоном к вертикали, часть труб выполнена со стенкой из сплошного материала и в поперечном сечении эти трубы имеют форму прямоугольника или квадрата, а другая часть труб выполнена со стенками в виде сетки, причем последние расположены в шахматном порядке между трубами со стенками из сплошного материала, все трубы выполнены с поперечными гофрами, расположенными перпендикулярно или под углом к вертикали, и в смежных трубах гофры выполнены сопрягаемыми по форме. Трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют овальную форму или форму круга. Трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют форму многоугольника, в частности форму квадрата, прямоугольника или треугольника. Расстояние между гофрами составляет от 1:1 до 1:1,5 к ширине грани квадратной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала или ширины меньшей грани прямоугольной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала, ширина гофр составляет 0,5 - 0,3 от расстояния между гофрами, а глубина и/или высота гофр составляет 0,3 - 0,15 от расстояния между гофрами. В результате достигается повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Блок оросителя градирни, содержащий выполненные из полимерного материала, расположенные параллельно друг другу и скрепленные между собой трубы, причем последние скреплены посредством сплавления торцов труб заподлицо, отличающийся тем, что трубы расположены вертикально или под наклоном к вертикали, часть труб выполнена со стенкой из сплошного материала и в поперечном сечении эти трубы имеют форму прямоугольника или квадрата, а другая часть труб выполнена со стенками в виде сетки, причем последние расположены в шахматном порядке между трубами со стенками из сплошного материала, все трубы выполнены с поперечными гофрами, расположенными перпендикулярно или под углом к вертикали, и в смежных трубах гофры выполнены сопрягаемыми по форме.2. Блок оросителя градирни по п.1, отличающийся тем, что трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют овальную форму или форму круга.3. Блок оросителя градирни по п.1, отличающийся тем, что трубы со стенками в виде сетки в поперечном сечении имеют форму многоугольника, в частности форму квадрата, прямоугольника или треугольника.4. Блок оросителя градирни по п.1, отличающийся тем, что расстояние между гофрами составляет от 1:1 до 1:1,5 к ширине грани квадратной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала или ширины меньшей грани прямоугольной в поперечном сечении трубы со стенками из сплошного материала, ширина гофр составляет от 0,5 до 0,3 от расстояния между гофрами, а глубина и/или высота гофр составляет от 0,3 до 0,15 от расстояния между гофрами.