CN107166990A - 用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器，解决现有干湿式消雾塔的混合器混合效率低的问题。本发明的涡街混流器通过在冷却塔的干区与湿区的空气的出口区域设置条型障碍物实现。本发明的涡街混流器包括两排条型障碍物，两排条型障碍物关于冷却塔的垂直中轴平面左右对称布置；条型障碍物为倾斜设置，与水平平面相交的锐角角度大于30度；条型障碍物设置在冷却塔的干区换热器进风口底部与风机进风断面之间。本发明利用卡门涡街原理使干区的热空气与湿区湿热空气间混合均匀，从而改善和避免冷却塔风筒出口出现局部出雾的现象。
Description
技术领域
本发明涉及干湿式冷却塔消雾处理技术，具体涉及一种用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器。
背景技术
冷却塔在冬季运行时，冷空气在塔内与水换热生成饱和湿热空气，经过冷却塔出口排出后，与塔外冷空气混合过程中，温度降低，空气中的气态水蒸气，会凝结生成很多微小水滴，形成雾。塔出口的雾会影响塔周边的居民和交通的可见度，会造成周边道路结冰，也影响景观。为解决此问题，一般采用一种干湿式的冷却塔，如图1所示。该型冷却塔是在冷却塔的收水器上部增设干式散热器，消雾时干区进入塔内的空气只是温度升高，含湿量没有增加。干区热空气与冷却塔填料换热后的湿热空气经过混合，由风筒排出塔外。由于冷却塔的湿热空气与干空气混合后，相对湿度减小，在塔外与冷空气混合时就不会产生雾了。消雾效果的好坏除干区设计合理外，主要是要求干区的热空气与湿区湿热空气要混合均匀，若不均匀，则风筒出口就会出现局部出雾的现象。目前，干湿式塔的混合器，多采用多孔介质布置在塔内，混合效果非常有限。
图2是现有干湿式冷却塔的消雾原理图。图中A点为环境空气的状态，冷却塔的湿区由于空气与水发生热质交换，湿区出口的空气为状态B的过饱和高温空气，干区的空气经过与散热器换热，空气仅加热，干区出口为状态C的干热空气。B状态的湿热空气和C状态的干热空气经过混合后形成状态为D的不饱和热空气，由塔出口排出，最终与大气掺混至状态A。
发明内容
针对干湿式消雾塔的混合器混合效率低的问题，本发明提出一种利用卡门涡街原理使不同气流混合均匀的混流器，可使干区的热空气与湿区湿热空气间混合均匀，从而改善和避免冷却塔风筒出口出现局部出雾的现象。
本发明提供的用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器，通过在冷却塔的干区与湿区的空气的出口区域设置条型障碍物实现。所述的混流器包括两排条型障碍物，两排条型障碍物关于冷却塔的垂直中轴平面左右对称布置；条型障碍物为倾斜设置，与水平平面相交的锐角角度大于30度；条型障碍物设置在干区换热器进风口底部与风机进风断面之间。各条型障碍物的横截面的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距设置相同。
本发明的优点与积极效果在于：本发明利用卡门涡街原理，在冷却塔的干区与湿区的空气的出口区域设置条型障碍物，使得干区的热空气与湿区湿热空气在经过条型低阻力流体障碍物后形成卡门涡街，从而实现流体混合，混合成为浓度相对均匀的流体，避免冷却塔风筒出口出现局部出雾的现象。
附图说明
图1是现有干湿式消雾冷却塔的示意图；
图2是消雾原理图；
图3是本发明在干湿式冷却塔中增设条型低阻力流体障碍物的实施方式一；
图4是本发明在干湿式冷却塔中增设条型低阻力流体障碍物的实施方式二；
图5是本发明实现卡门涡街的条型低阻力流体障碍物的多种截面的示意图；
图6是在冷却塔中有无漩涡发生器塔口空气含湿状态的对比图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
干湿式冷却塔是两个换热区，干区和湿区，干区在上，风从干区经过换热进入冷却塔中，与湿区的湿空气掺混后，由风机排出。本发明用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器，在干湿式冷却塔的干区内增设条型低阻力流体障碍物，由此进入干区内的空气绕障碍物后形成卡门涡街，卡门涡街实现干区内流体的均匀充分混合。
本发明的混流器实现的关键之处在于条型障碍物的布置方式上。条型障碍物为杆状物，斜布置于塔内，气流通过它时产生涡街。具体地，所述混流器的特征包括：关于冷却塔的垂直中轴平面左右对称布置两排条型障碍物；条型障碍物为倾斜设置，与水平平面相交的角度大于30度；条型障碍物设置在干区换热器进风口底部与风机进风断面之间，下端可起始于干区换热器进风口底部，上端要求低于风机进风断面。
优选设置各条型障碍物的尺寸相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距设置相同。
在冷却塔中安装条型障碍物，可以采用上面悬挂，下面设置支撑梁的方式，但具体安装方式不做限定，只要条型障碍物的布置结构符合本发明所述要求即可。
本发明提供了两种优选的布置方案，分别如图3和图4所示，图中，(a)为正视图，(b)为侧视图。
实施方式一：如图3所示，涡街混流器设置在干区靠下位置，条型障碍物设置为左右两排，两排条型障碍物关于冷却塔的垂直中轴平面对称，条型障碍物的下端位于干区换热器进风口底部靠近干区侧壁面的位置，上端低于风机进风断面并靠近冷却塔垂直中轴平面的位置。条型障碍物与水平平面相交的锐角角度大于30度。
条型障碍物的宽度L设置在[0.5米,1米]的范围内。相邻条型障碍物的间距S设置为L的0.8～1.2倍长。本实施例中选取的条型障碍物的截面为等腰三角形，图中所示为等边三角形，宽度L为三角形的边长。
干区的热空气与湿区的湿热空气在经过条型障碍物后形成卡门涡街，从浓度不均匀的流体，混合成为浓度相对均匀的流体，从而实现要求干区的热空气与湿区湿热空气要混合均匀的目的。
实施方式二：如图4所示，涡街混流器设置在干区靠上位置，条型障碍物设置为左右两排，两排条型障碍物关于冷却塔的垂直中轴平面对称，条型障碍物的上端位于靠近风机进风断面位置，下端位于靠近冷却塔的垂直中轴平面的位置，且条型障碍物的上端相对于下端靠近干区侧壁面。条型障碍物与水平平面相交的锐角角度大于30度，条型障碍物与冷却塔的垂直中轴平面的夹角控制在30～60度之间。
条型障碍物的宽度L设置在[0.5米,1米]的范围内。相邻条型障碍物的间距S设置为L的0.8～1.2倍长。本实施例中选取的条型障碍物的截面为等腰三角形，图中为等边三角形，宽度L为三角形的边长。
干区的热空气与湿区的湿热空气在经过条型障碍物后形成卡门涡街，从浓度不均匀的流体，混合成为浓度相对均匀的流体，从而实现要求干区的热空气与湿区湿热空气要混合均匀的目的。
如图5所示，本发明所使用的条型障碍物，截面形状可以是圆形、椭圆形、菱形、矩形或三角形等等，可根据实际需要来设定形状，设置为规则形状，容易制造。
现有的干湿式冷却塔采用的多孔介质主要实现了流体的均流作用，流体在穿过介质后五漩涡发生。而采用本发明实现的涡街混流器，如图5所示，浓度不均匀的流体在经过障碍物会发生卡门涡街，从而混为浓度相对均匀的流体，混流效果好。经实验证明，有无漩涡发生在冷却塔出口的空气含湿状态均匀性差别很大，如图6所示，为塔口空气的相对湿度沿径向变化的曲线。图6中，d表示冷却塔的出口直径，x表示塔口径向位置，cf表示空气相对湿度。从图6可以看出，在无漩涡发生器时冷却塔出口的空气掺混不均匀，在塔口的中间位置空气的相对湿度相对比较高，出塔后就容易形成可见雾。而在有漩涡发生器时，冷却塔出口的空气掺混均匀，塔口的空气相对湿度在各处基本一致，这说明有漩涡发生时，在冷却塔中流体混合的效果更好。
Claims (5)
1.一种用于干湿式冷却塔消雾的涡街混流器，其特征在于，包括两排条型障碍物，两排条型障碍物关于冷却塔的垂直中轴平面左右对称布置；条型障碍物为倾斜设置，与水平平面相交的锐角角度大于30度；条型障碍物设置在冷却塔的干区换热器进风口底部与风机进风断面之间；各条型障碍物的横截面的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距设置相同。
2.根据权利要求1所述的涡街混流器，其特征在于，所述的条型障碍物的截面为圆形、椭圆形、菱形、矩形或三角形。
3.根据权利要求1或2所述的涡街混流器，其特征在于，所述的条型障碍物，上端位于靠近风机进风断面位置，下端位于靠近冷却塔的垂直中轴平面的位置，且条型障碍物的上端相对于下端靠近干区侧壁面。
4.根据权利要求3所述的涡街混流器，其特征在于，所述的条型障碍物，位于同一排的相邻条型障碍物的间距S设置为横截面宽度L的0.8～1.2倍长。
5.根据权利要求3所述的涡街混流器，其特征在于，所述的条型障碍物的横截面宽度L为0.5～1米。
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