RU144053U1 - Вентиляторная градирня - Google Patents

Abstract

Вентиляторная градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, при этом водораспределительная система выполнена в виде попарно расположенных суживающихся сопл и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором - направляющая криволинейной канавки имеет направление против хода часовой стрелки, отличающаяся тем, что посередине бассейна дно выполнено в виде усеченного конуса.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, может быть использовано для охлаждения оборотной воды.

Известна вентиляторная градирня (см. патент РФ №2200924 МПК F28C 1/100, 2003), содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров.

Недостатком является неэффективное охлаждение горячей воды из-за отсутствия интенсивного тепломассообмена между потоком жидкости, выходящей из завихрителя в виде закрученных струй, и охлаждаемым воздухом, что при дальнейшем поэтапном охлаждении на оросителе и в бассейне затрудняет получение нормированной температуры оборотной воды на выходе из башенной градирни.

Известна вентиляторная градирня (см. патент РФ №2411437 МПК F28C1/00, 10.02.2011 - прототип), содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, при этом водораспределительная система выполнена в виде попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором - направляющая криволинейной канавки имеет направление против хода часовой стрелки.

Недостатком является неэффективное охлаждение горячей воды в бассейне из-за наличия недостаточно эффективного тепломассообмена между слоями воды, обусловленного отсутствие условий их перемешивания.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является интенсификация тепломассообмена по толщине охлаждаемой воды в бассейне, за счет смешивания верхних слоев с нижними по средствам выполнения середины дна в виде усеченного конуса.

Технический результат повышения эффективности охлаждения оборотной воды достигается тем, что вентиляторная градирня содержит вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, при чем водораспределительная система выполнена в виде попарно расположенными суживающимися соплами и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены, продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, кроме того в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором - направляющая криволинейной канавки имеет направление против хода часовой стрелки, при этом посередине бассейна дно выполнено в виде усеченного конуса.

На фиг. 1 показан общий вид вентиляторной градирни, на фиг. 2 - разрез корпуса бассейна, на фиг. 3 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с продольно расположенными канавками,направляющая которых имеет направление по ходу часовой стрелки, на фиг. 4 - внутренняя поверхность суживающегося сопла с продольно расположенными канавками, направляющая которых имеет направление против хода часовой стрелки.

Вентиляторная градирня содержит вытяжную башню 1 с воздуховходными окнами по периметру её нижней части и водосборным бассейном 2, над которым установлены ороситель 3, водораспределительная система 4, расположенная симметрично относительно продольной оси башни, водоуловитель 5. На верхней части вытяжной башни 1 закреплены вытяжное устройство, включающее конфузор 6 с вентилятором 7, концевой конфузорный канал 8 с устройством регулирования подачи ветрового потока атмосферного воздуха и диффузор 9, за вентилятором 7 жестко укреплены профильные пластины 10, а на внутренней поверхности от входа к выходу диффузора 9 расположены ребра 11, соединенные с кольцевой канавкой 12 и внешней поверхностью конической обечайки 13. Ороситель 3 имеет не менее двух секций из волнообразных пластин 14,

водораспределительная система 4 состоит из подводящего коллектора 15 и водораспределителя 16, включающего ассиметрично укрепленную трубу 17, относительно вытяжной башни 1, на которой распределены суживающиеся сопла 18 с встроенными в них завихрителями 19.

Водосборный бассейн 2 (фиг. 1 и фиг. 2) включает вытяжную башню 1, в котором установлены секционные перегородки 20, выполненные зигзагообразными, и образует в каждой секции 21 диффузоры 22 и конфузоры 23, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке и дно 34 выполненное по середине в виде усеченного конуса .

Водораспределительная система 4 с суживающимися соплами 18 выполнена в виде попарно расположенных суживающихся сопел 24 и 25, при этом на внутренней поверхности 26 суживающегося сопла 24 выполнены продольно расположенные от большего основания 27 к меньшему основанию 28 криволинейные канавки 29, причем направляющая криволинейной канавки 29 имеет направление по ходу часовой стрелки, а на внутренней поверхности 30 суживающегося сопла 25 выполнены продольно расположенные от большего основания 31 к меньшему основанию 32 криволинейные канавки 33 и направляющая криволинейной канавки 33 имеет направление против хода часовой стрелки, при этом по середине бассейна 2 дно 34 выполнено в виде усеченного конуса.

Вентиляторная градирня работает следующим образом.

Горячая вода подается из коллектора 15 в водораспределитель 16 через ассиметрично укрепленную трубу 17 относительно вытяжной башни 1 в суживающиеся сопла 18. Размещение суживающихся сопел 18 попарно, таким образом, что, например, на внутренней поверхности 26 суживающегося сопла 24 выполнены криволинейные канавки 29, направляющая которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а на внутренней поверхности 30 суживающегося сопла 25 выполнены криволинейные канавки 33, направляющая которых имеет направление против хода часовой стрелки, приводит к следующему: поток горячей воды перемещаясь от большего основания 27 суживающегося сопла 24 по криволинейным канавкам 29, расположенным на внутренней поверхности 26 закручивается по ходу часовой стрелки и после завихрителя 19 в виде микрозавихрения выбрасывается в полость вытяжной башни 1 между оросителем 3 и водоуловителем 5.

Одновременно, поток горячей воды, перемещающийся от большего основания 3 суживающегося сопла 25 по криволинейным канавкам 33, расположенным на внутренней поверхности 30 закручивается против хода часовой стрелки и после соответствующего завихрителя 19 в виде микрозавихрения выбрасывается также в полость вытяжной башни 1 между оросителем 3 и водоуловителем 5. Попарное расположение суживающихся сопел 24 и 25 приводит к тому, что два вращающихся в противоположные направления микрозавихрения сталкиваются, образую микровзрывы (см, например, А.П. Меркулов, вихревой эффект и его применение в промышленности. Куйбышев 1969 - 348с. ил.) с интенсивным перемешиванием капелек горячей воды, что резко интенсифицирует тепломассообменный процесс охлаждаемой воды с воздухом, выходящим из оросителя 3.

Под действием гидродинамических свойств, преимущественно, каплеобразная масса остывающей горячей воды фонтанирует на оросителе 3 и стекает по волнообразным пластинам 14 первой секции в виде полосок пленки и капель, контактируя с проходящим потоком воздуха. После первой секции вода дождеванием переходит на вторую секцию, где циклично повторяется теплообмен первой секции, т.е. осуществляется пленочнокапельный эффект. Со второй секции охлажденная жидкость поступает в водосборный бассейн 2. При этом атмосферный воздух поступает в вытяжную башню 1 через воздуховпускные окна и охлаждает горячую воду, после чего насыщенный парами и каплями поступает в водоуловитель 5, где очищается от воды, и вентилятор 7 осуществляет отсос воздуха из вытяжной башни 1.

В водосборном бассейне 2 секции 21 расположены таким образом, что обеспечивается равномерная эпюра скоростей водяного потока в поперечном сечении корпуса бассейна 2, поддерживаемая за счет «живого» сечения входных отверстий диффузоров 22 и конфузоров 23. Охлажденный поток воды с оптимальной эпюрой скоростей, обеспечивающей рациональный контакт воды с зигзагообразными секционными перегородками 20, поступает в секции 21 и, проходя последовательно участки диффузоров 22 и конфузоров 23, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению теплообмена, а также к перераспределению в секциях 21 давления движущегося потока воды. Это выравнивает гидравлической сопротивление воды в секциях 21 приводит к равномерному смыванию водой всего объема водосборного бассейна 2, где дно 34 выполненное в виде усеченного конуса способствует смешивания верхних слоев воды с нижними, что способствует лучшей интенсификаций тепломассообмена.

Кроме того, шахматное расположение диффузоров 22 и конфузоров 23 в каждой секции 21 относительно соседней секции приводит к тому, что поверхности секционных перегородок 20 одновременно находятся под различным скоростным воздействием потока движущейся воды (с одной стороны перегородку 20 омывает поток, движущийся в диффузоре, с другой омывает поток, движущийся в конфузоре). В результате на данный элемент секционной перегородки 20 действует разность температур (температурный напор) посекционно разделенного потока охлажденной воды. Выполнение секционных перегородок 20 из биметалла приводит в данных условиях воздействия температурного напора к возникновению продольных колебаний термовибрации, что создает дополнительную турбулизацию непосредственно в поперечном слое секционных перегородок 20, значительно повышая тепломассообменные процессы дальнейшего поэтапного охлаждения воды в бассейне 2. Все это в конечном итоге и обеспечивает эффективную работу вентиляторной градирни даже при незначительном перепаде температур между атмосферным воздухом и охлаждаемой водой.

Оригинальность конструктивного решения заключается в том, заявленная полезная модель отличается от прототипа тем, что посередине бассейна дно выполнено в виде усеченного конуса, в результате повышение эффективности работы вентиляторной градирни обеспечивается интенсификацией тепломассообмена между горячей водой, выходящей из диффузоров и конфузоров бассейна и воды находящейся в бассейне, путем усовершенствования конструкции дна бассейна за счет выполнения середины дна в виде усеченного конуса. Кроме того, при попадании потоков горячей воды на поверхности усеченного конуса у его основании образуются вращающиеся микрозавихрения, которые приводят к интенсификации перемешивания нижних слоев воды с потоком поступающей, т.е. наблюдается более эффективный процесс тепломассообмена воды в бассейне.

Claims (1)

1. Вентиляторная градирня, содержащая вытяжную башню с воздуховходными окнами по периметру ее нижней части, водоуловитель, водораспределительную систему с суживающимися соплами и расположенную симметрично относительно продольной оси башни, ороситель и бассейн, разделенный на секции перегородками, каждая из которых выполнена из биметалла зигзагообразно с образованием в секции чередующихся в шахматном порядке конфузоров и диффузоров, при этом водораспределительная система выполнена в виде попарно расположенных суживающихся сопл и на внутренней поверхности каждого из пары сопел выполнены продольно расположенные от большего основания к меньшему криволинейные канавки, при этом в первом из пары сопел направляющая криволинейной канавки имеет направление по ходу часовой стрелки, а во втором - направляющая криволинейной канавки имеет направление против хода часовой стрелки, отличающаяся тем, что посередине бассейна дно выполнено в виде усеченного конуса.