Стенд для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни Российский патент 2023 года по МПК F28D3/04 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для организации подвода воды и воздуха к элементам теплообменника.

Известна экспериментальная установка (Сухов Е.А., Попов A.M. и др. Лабораторные тепловые исследования капельного потока, стекающего с листов оросительного устройства в условиях поперечноточного и противоточного движения воды и воздуха // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1980, Т. 143, С. 19), предназначенная для термических исследований капельного потока подоросительного пространства градирен с целью определения влияния высоты падения капельного потока при противоточной схеме движения воды и воздуха и состоящая из вертикальной шахты высотой 11,0 м внутренним сечением 1,0×1,0 м², вентиляторной установки с воздуховодами, водоподводящей, водораспределительной и водосбросной системами.

Недостатком установки является наличие безнапорной системы водораспределения и отсутствие системы циркуляционного нагрева воды.

Известна экспериментальная установка (Беренгартен М.Г., Шустиков А.И. и др. Исследования испарительного охлаждения оборотной воды в комбинированных контактных устройствах // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2009, Т. 253, С. 92-93), предназначенная для исследования процессов испарительного охлаждения воды в псевдоожиженном слое с использованием комбинированных контактных устройств и состоящая из вертикальной шахты высотой 5,3 м внутренним рабочим сечением 0,5×0,5 м² с воздуховходными окнами, расположенными по двум широким сторонам шахты, вентиляторной установки с воздуховодами, водоподводящей, водораспределительной и водосборной системами, электробойлерной установки.

Недостатком стенда является ограниченная высота использования элементов насадки в комбинированном контактном устройстве.

Известна экспериментальная установка (Сухов Е.А., Шишов В.И. Влияние относительной влажности воздуха на тепловые характеристики оросительного устройства градирни // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1991, Т. 224, С. 57-58), предназначенная для исследований образцов оросительных устройств градирен с целью определения влияния относительной влажности воздуха на их тепловые характеристики и состоящая из вертикальной шахты (корпуса) высотой 5,3 м внутренним сечением 0,5x1,0 м² и имеющимся в нижней ее части воздуховходным окном, герметично соединенным с горизонтальным направляющим прямоугольным воздуховодом, центробежного вентилятора, воздухонагревательного устройства, электробойлеров, воздухоотводящей, водоподводящей (например, циркуляционный насос и напорный бак), водораспределительной и водосбросной (например, приемный бак и мерный бак с гидрозатвором) систем.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостаток установки заключается в организации одностороннего подвода воздушного потока в подоросительное пространство вертикальной рабочей шахты с ее наиболее широкой стороны.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей стенда, поскольку при его использовании становится возможным практическое применение процесса косвенного испарительного охлаждения воды для понижения ее температуры ниже теоретического предела охлаждения.

Согласно предлагаемого изобретения в отличие от прототипа, подвод воздуха организован через технологический проем в боковой стенке вертикального корпуса стенда и расположенной внутри его рабочей шахты на уровне верхней части водоохладительного устройства.

Для достижения указанного технического результата в стенде для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни, включающем вертикальный корпус с размещенной в нем рабочей камерой, центробежный вентилятор, воздухонагревательное устройство, электробойлеры, отводящие воздуховоды, водоподводящую, состоящую из циркуляционного насоса и напорного бака, водораспределительную и водосбросную, состоящую из приемного бака и мерного бака с гидрозатвором системы, в боковой стенке вертикального корпуса на уровне верхней части водоохладительного устройства, расположенного внутри рабочей шахты, выполнен технологический проём, к которому герметично подсоединен прямоугольный воздуховод, внутри рабочей шахты вертикального корпуса размещены профилированные алюминиевые элементы водоохладительного устройства собранные в блоки и в основании уложенные на конструктивные элементы стенда в виде штанг.

Отличительными признаками предлагаемого стенда являются:

- выполнение в боковой стенке вертикального корпуса на уровне верхней части водоохладительного устройства, расположенного внутри рабочей шахты, технологического проёма с герметично подсоединенным прямоугольным воздуховодом для подвода воздуха;

- размещение профилированных алюминиевых элементов собранных в блоки внутри рабочей шахты;

- укладка блоков профилированных алюминиевых элементов в основании на конструктивные элементы стенда в виде штанг.

Благодаря наличию этих признаков изобретение служит для организации и создания направленного поперечного потока сухого воздуха в огражденном пространстве рабочей секции шахты стенда и дальнейшего противоточного течения воды и воздуха в конструкции водоохладительного устройства стенда.

Предлагаемый стенд для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 схематично показан разрез стенда для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни.

На фиг. 2 - разрез А-А.

Стенд содержит конфузор 1, пьезометрическую трубку 2, водораспределительную систему 3, вертикальный корпус 4 с размещенной в ней рабочей шахтой и водоохладительным устройством 5. К технологическому проему в боковой стенке корпуса стенда присоединена воздухоподводящая система, состоящая из воздуховыравнивающего устройства 6. воздухонагревательного устройства 7 и прямоугольного воздуховода 8. Под водоохладительным устройством 5 расположена пьезометрическая трубка 9, приемный бак 10, мерный бак 11 с гидрозатвором. Водоподводящая система состоит из приямка теплой воды 12, циркуляционного насоса 13, электробойлеров 14, напорного бака 15, крана добавочной воды 16, дискового затвора 17. К конфузору 1 присоединен отводящий воздуховод 18, датчики температуры воды 19 (верхний и нижний) находятся перед мерным баком 11, в водораспределительной системе 3, в подводящей трубе которой находится первичный преобразователь расхода 20. Отводящий воздуховод 18 с расположенной в нем нормальной диафрагмой 21 соединен с отводящим воздуховодом 22 через шиберную заслонку 23. Направленный поток воздуха создается центробежным вентилятором 24.

Работа стенда для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни осуществляется следующим образом.

Из приямка теплой воды 12 циркуляционным насосом 13 вода, протекая через элементы электробойлеров 14, подается в напорный трубопровод и напорный бак 15, проходит через первичный преобразователь расхода 20, дисковый затвор 17, верхний датчик температуры воды 19 и водораспределительную систему 3. Необходимое значение температуры горячей воды поддерживается степенью открытия крана добавочной воды 16, через который происходит подпитка оборотной системы холодной водой. Конечные элементы водораспределительной системы 3 распределяют водный поток по площади орошения рабочей шахты вертикального корпуса 4, где установлен испытуемый фрагмент водоохладительного устройства 5. Охлажденная в устройстве 5 вода стекает в приемный бак 10, проходит через нижний датчик температуры воды 19 и поступает в мерный бак 11 с гидрозатвором, откуда самотеком по трубопроводу возвращается в приямок теплой воды 12 - водооборотный цикл замыкается. Воздушный поток в рабочей шахте вертикального корпуса 4 стенда создается вытяжным центробежным вентилятором 24 и системой воздуховодов 8, 18 и 22. Нагретый воздухонагревательным устройством 7 воздух засасывается через входной патрубок прямоугольного воздуховода 8, герметично соединенного с технологическим проемом в боковой стенке вертикального корпуса 4, проходит через воздуховыравнивающее устройство 6, внутренние полости алюминиевых профилированных элементов водоохладительного устройства 5, его орошаемое внешнее пространство, водораспределительную систему 3, конфузор 1, отводящие воздуховоды 18 и 22 через нормальную диафрагму 21 и шиберную заслонку 23 и выносится в атмосферу. Пьезометрические трубки 2 и 9 служат для измерения перепада давления на конструкциях стенда.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для организации подвода воды и воздуха к элементам теплообменника, и направлено на расширение функциональных возможностей стенда, поскольку при его использовании становится возможным практическое применение процесса косвенного испарительного охлаждения воды для понижения ее температуры ниже теоретического предела охлаждения. Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни, включающем вертикальный корпус 4 с размещенной в нем рабочей шахтой, центробежный вентилятор 24, воздухонагревательное устройство 7, электробойлеры 14, отводящие воздуховоды 18, 22, водоподводящие, состоящие из циркуляционного насоса 13 и напорного бака 15, водораспределительную 3 и водосбросную, состоящую из приемного бака 10 и мерного бака 11 с гидрозатвором, системы, в боковой стенке вертикального корпуса 4 на уровне верхней части водоохладительного устройства 5, расположенного внутри рабочей шахты, выполнен технологический проём, к которому герметично подсоединен прямоугольный воздуховод 8, внутри рабочей шахты вертикального корпуса 4 размещены профилированные алюминиевые элементы водоохладительного устройства 5, собранные в блоки и в основании уложенные на конструктивные элементы стенда в виде штанг. 2 ил.

Стенд для гидроаэротермического исследования водоохладительного устройства градирни, включающий вертикальный корпус (4) с размещенной в нём рабочей шахтой, центробежный вентилятор (24), воздухонагревательное устройство (7), электробойлеры (14), отводящие воздуховоды (18, 22), водоподводящую, состоящую из циркуляционного насоса (13) и напорного бака (15), водораспределительную (3) и водосбросную, состоящую из приемного бака (10) и мерного бака (11) с гидрозатвором, системы, отличающийся тем, что в боковой стенке вертикального корпуса (4) на уровне верхней части водоохладительного устройства (5), расположенного внутри рабочей шахты, выполнен технологический проём, к которому герметично подсоединен прямоугольный воздуховод (8), внутри рабочей шахты вертикального корпуса (4) размещены профилированные алюминиевые элементы водоохладительного устройства (5), собранные в блоки и в основании уложенные на конструктивные элементы стенда в виде штанг.