RU2132032C1

RU2132032C1 - Cooling tower sprinkler

Info

Publication number: RU2132032C1
Application number: RU97111691/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Богомолов; В.Ф. Федосеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эко-Сервис К"
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: power engineering; construction of heat-and-mass exchangers and evaporative cooling towers; cooling of water in circulating system of industrial enterprises at direct contact of media. SUBSTANCE: sprinkler consists of screen sheets in form of continuous waves; corrugations are located at angle relative to edges of sheets; frames and stiffening strips are provided over perimeter of sheets and along center level; during assembly, sheets form equidistant waves in plan at similar direction of corrugations of adjacent sheets or they are directed at angle relative to each other; sheets may be engageable forming passages. EFFECT: increased intensity of heat-and-mass exchanger; increased rigidity of construction. 5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к тепломассообмену, в частности к конструктивным элементам тепломассообменных аппаратов, например градирен, и может быть использовано в аппаратах для охлаждения воды в водооборотных циклах промышленных предприятий при непосредственном контактировании сред. The invention relates to heat and mass transfer, in particular to structural elements of heat and mass transfer apparatus, for example cooling towers, and can be used in apparatus for cooling water in water cycles of industrial enterprises with direct contact of environments.

Известны листы оросителя градирен с прямолинейными гофрами, имеющими в поперечном сечении вид непрерывной волны и расположенными вдоль вертикальной кромки листа [1] или под углом к ней [2]. Known are the irrigator sheets of cooling towers with rectilinear corrugations having a cross-section in the form of a continuous wave and located along the vertical edge of the sheet [1] or at an angle to it [2].

Недостатком этих известных листов оросителя градирни и оросителя из них является возникновение и устойчивое существование струйного течения жидкости во впадинах гофр, что снижает интенсивность тепломассообмена. The disadvantage of these well-known sheets of cooling tower sprinkler and sprinkler from them is the emergence and stable existence of a jet fluid flow in the corrugations of the corrugations, which reduces the intensity of heat and mass transfer.

Также известен лист оросителя градирни, выполненный с гофрами в виде непрерывной волны, расположенными под углом к кромке листа и содержащими выпукло-вогнутые элементы на скатах гофр [3]. Also known is the leaf of the tower sprinkler irrigation, made with corrugations in the form of a continuous wave, located at an angle to the edge of the sheet and containing convex-concave elements on the corrugations of the corrugations [3].

Недостатком такого листа оросителя и блока оросителя в целом является невысокая интенсивность обменных процессов, т.к. выпукло-вогнутые элементы для турбулизации потока расположены на скатах гофр, а преимущественное течение жидкости происходит во впадинах гофр, особенно наклоненных гофр. The disadvantage of such an irrigator leaf and an irrigator block as a whole is the low intensity of metabolic processes, because convex-concave elements for turbulization of the flow are located on the slopes of the corrugations, and the predominant fluid flow occurs in the hollows of the corrugations, especially of the inclined corrugations.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является ороситель из решетчатых листов с гофрами в виде непрерывной волны, причем гофры направлены вертикально, а в плане образуются сквозные каналы той или иной формы [4]. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a sprinkler of lattice sheets with corrugations in the form of a continuous wave, and the corrugations are directed vertically, and through channels of one form or another are formed in the plan [4].

Недостаток такого оросителя состоит в том, что интенсивность тепломассообменных процессов невысока, а также невысока жесткость конструкции. The disadvantage of this sprinkler is that the intensity of the heat and mass transfer processes is low, as well as the low rigidity of the structure.

Целью изобретения является повышение интенсивности тепломассообмена и увеличение жесткости конструкции оросителя. The aim of the invention is to increase the intensity of heat and mass transfer and increase the rigidity of the design of the sprinkler.

Применение изобретения позволит достигнуть более глубокого охлаждения оборотной воды в градирнях благодаря высоким температурным градиентам процесса и, в конечном итоге, достигнуть увеличения выхода готовой продукции того или иного производства. Кроме того, повысится жесткость каждого листа оросителя и оросителя в целом. The application of the invention will allow to achieve a deeper cooling of the circulating water in the cooling towers due to the high temperature gradients of the process and, ultimately, to achieve an increase in the yield of finished products of one or another production. In addition, the stiffness of each leaf of the sprinkler and the sprinkler as a whole will increase.

Поставленная цель достигается тем, что в решетчатых листах выполнены гофры под углом к кромкам листов, по периметру листов и вдоль средней горизонтали выполнены рамки и полосы жесткости, и при сборке листы образуют в плане эквидистантные волны при одинаковом направлении гофр или при их ориентации под углом друг к другу, кроме того, листы могут контактировать друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя или быть направленными под углом друг к другу. This goal is achieved by the fact that the grating sheets are made of corrugations at an angle to the edges of the sheets, along the perimeter of the sheets and along the middle horizontal, frames and stiffness bands are made, and during assembly, the sheets form equidistant waves in plan with the same direction of the corrugations or when they are oriented at an angle to each other to each other, in addition, the sheets can contact each other along the crests of the corrugations with the formation of channels along the height of the irrigator or be directed at an angle to each other.

Выполнение решетчатых листов гофрированными с наклоном гофр способствует: во-первых, развитию межфазной поверхности между воздухом и жидкостью, следовательно, увеличивает мощность теплового потока в направлении от воды к воздуху; во-вторых, "проницаемости" гофр для воды и воздуха, что меняет гидродинамическую картину обтекания гофр в направлении турбулизации "короткоживущих" микропленок жидкости, которые образуются на всех перемычках решеток, что повышает интенсивность процессов тепломассообмена; в-третьих, каплям и скоплениям воды падать из узлов решеток на наклонные нижележащие перемычки, вызывая дополнительную турбулизацию пленок жидкости, их разрушение с образованием дискретных капель, падение которых на пленки и их последующее разрушение во всем объеме оросителя способствует поддержанию высокой интенсивности процесса тепломассообмена. The implementation of the grating sheets corrugated with a slope of the corrugations contributes to: firstly, the development of the interfacial surface between air and liquid, therefore, increases the power of the heat flow in the direction from water to air; secondly, the “permeability” of the corrugations for water and air, which changes the hydrodynamic picture of the flow around the corrugations in the direction of turbulization of the “short-lived” liquid microfilms that form on all the crosspieces of the gratings, which increases the intensity of heat and mass transfer processes; thirdly, drops and accumulations of water from the nodes of the gratings fall on the inclined underlying lintels, causing additional turbulence of the liquid films, their destruction with the formation of discrete drops, the fall of which onto the films and their subsequent destruction in the entire irrigation volume helps to maintain a high intensity of the heat and mass transfer process.

Выполнение гофр соседних листов, ориентированных в одном направлении или под углом друг к другу, при некотором расстоянии между листами положительно при работе оросителя на грязной или быстрозагрязняющейся оборотной воде, при обрастании оросителя. The implementation of the corrugations of adjacent sheets oriented in the same direction or at an angle to each other, at a certain distance between the sheets, is positive when the sprinkler is working on dirty or quickly contaminated return water, when the sprinkler is fouling.

Возможно выполнение оросителя при контактировании листов друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя или при расположении гофр под углом друг к другу. В этом случае увеличивается межфазная поверхность в объеме оросителя, при этом наблюдается активное взаимодействие падающих диспергированных капель воды, разрушающихся пленок жидкости на перемычках решетчатых листов с потоком восходящего воздуха, что повышает интенсивность тепломассообмена. It is possible to carry out the sprinkler when the sheets are in contact with each other along the crests of the corrugations with the formation of channels along the height of the sprinkler or when the corrugations are arranged at an angle to each other. In this case, the interphase surface in the sprinkler volume increases, while there is an active interaction of falling dispersed water droplets, collapsing liquid films on the bridges of the grating sheets with the flow of ascending air, which increases the heat and mass transfer.

В таблице (см. в конце описания) представлены результаты аэротермических испытаний охлаждающей способности модификаций предлагаемого оросителя (при его высоте 1 м). The table (see the end of the description) presents the results of aerothermal tests of the cooling ability of the modifications of the proposed sprinkler (at a height of 1 m).

Выполнение листов с рамками жесткости по их периметру и по средней горизонтали листов способствует повышению жесткости отдельного листа во всех направлениях приложения нагрузки, а также всего оросителя в целом. Вдоль горизонтальных кромок листов гофры выполнены сплошными, а полоса жесткости проходит через впадины гофр. Такое выполнение повышает жесткость решетчатого листа, необходимую при работе оросителя, а также при его монтаже в объеме градирни. Кроме того, плоские полосы и рамки жесткости являются поверхностями, на которых имеет место преимущественно пленочное течение разбрызгиваемой жидкости, в результате чего дополнительно увеличивается интенсивность тепломассообмена. The execution of sheets with frames of rigidity along their perimeter and along the horizontal horizontal of the sheets increases the rigidity of a single sheet in all directions of application of the load, as well as the entire sprinkler as a whole. The corrugations are continuous along the horizontal edges of the sheets, and the stiffness band passes through the corrugations of the corrugations. This embodiment increases the rigidity of the trellised sheet, necessary during the operation of the sprinkler, as well as during its installation in the volume of the tower. In addition, flat stripes and stiffening frames are surfaces on which there is a predominantly film-like flow of the sprayed liquid, as a result of which the heat and mass transfer intensity is further increased.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен фрагмент листа оросителя в аксонометрии. In FIG. Figure 1 shows a fragment of an irrigator leaf in a perspective view.

На фиг. 2, 5 показан главный вид оросителя с вырывом, открывающим вид на соседний лист. In FIG. 2, 5 show the main view of the irrigator with a gap opening a view of the adjacent leaf.

На фиг. 3, 4 показаны виды А и Б на фиг. 2, 5, соответственно. In FIG. 3, 4 show views A and B in FIG. 2, 5, respectively.

На фиг. 6, 7, 8 представлены фрагменты решетчатого листа с перемычками различной формы. In FIG. 6, 7, 8 are fragments of a trellised sheet with jumpers of various shapes.

Ороситель градирни состоит из решетчатых листов 1 с наклоненными гофрами в виде непрерывных волн 2. Вдоль верхней и нижней кромок листа гофры выполнены сплошными, а через впадины гофр проходят полосы жесткости 3. Вдоль средней горизонтали листов выполнены полосы жесткости 4. The cooling tower sprinkler consists of lattice sheets 1 with tilted corrugations in the form of continuous waves 2. The corrugations are solid along the upper and lower edges of the sheet, and stiffness bands pass through the corrugations of the corrugations 3. Stiffness bars 4 are made along the middle horizontal of the sheets.

Ороситель градирни работает следующим образом. Охлаждаемую оборотную воду равномерно разбрызгивают по поверхности блоков оросителя. Диспергированные капли воды попадают на поверхности перемычек в решетках листов, растекаются по ним, перетекают в виде капель, тонких пленок на нижележащие перемычки. Кроме того, с узлов перемычек капают более крупные капли на нижележащие перемычки и активно турбулизируют пленки жидкости на них. Навстречу движению капель и пленок жидкости поднимается поток охлаждающего воздуха, который как проходит сквозь гофры решетчатых листов, так и обтекает их, приобретая турбулентный характер течения. В результате активного гидродинамического режима течения воды и воздуха повышается интенсивность процесса тепломассообмена. Кроме того, по планкам жесткости происходит пленочное течение жидкости, которое характеризуется высокими значениями объемного коэффициента массоотдачи. В результате этих процессов оборотная вода интенсивно охлаждается, что сказывается на увеличении выпуска продукции основного производства. The sprinkler of the cooling tower operates as follows. The cooled circulating water is evenly sprayed on the surface of the irrigator blocks. Dispersed drops of water fall on the surface of the lintels in the gratings of the sheets, spread over them, flow in the form of drops, thin films onto the underlying lintels. In addition, larger drops drip from the jumper nodes onto the underlying jumpers and actively fluidize the liquid films on them. Towards the movement of droplets and liquid films, the flow of cooling air rises, which both passes through the corrugations of the lattice sheets and flows around them, acquiring a turbulent flow pattern. As a result of the active hydrodynamic regime of the flow of water and air, the intensity of the heat and mass transfer process increases. In addition, a film flow of liquid occurs along the stiffness bars, which is characterized by high values of the volumetric mass transfer coefficient. As a result of these processes, the circulating water is intensively cooled, which affects the increase in output of the main production.

Источники информации
1. Патент Франции N 1510560, F 28 C, 1968.Sources of information
1. French patent N 1510560, F 28 C, 1968.

2. Патент Великобритании N 1177124, F 28 C 3/00, 1970. 2. UK patent N 1177124, F 28 C 3/00, 1970.

3. Патент США N 4668443, НКИ 261-112, 1987. 3. US patent N 4668443, NKI 261-112, 1987.

4. Патент ФРГ N 3839372, F 28 F 25/08, 1990. 4. The patent of Germany N 3839372, F 28 F 25/08, 1990.

Claims

1. The sprinkler of the cooling tower containing lattice sheets with corrugations in the form of a continuous wave, characterized in that the corrugations are made at an angle to the edges of the sheets, frames and stiffness bands are installed along the perimeter of the sheets and along the mid horizontal, and during assembly the sheets form equidistant waves in plan.

2. The sprinkler according to claim 1, characterized in that the corrugations of adjacent sheets are oriented in the same direction.

3. The sprinkler according to claim 1, characterized in that the corrugations of adjacent sheets are oriented at an angle to each other.

4. The sprinkler according to claim 1, characterized in that the sheets are in contact with each other along the crests of the corrugations with the formation of channels along the height of the sprinkler.

5. Sprinkler according to claims 1 and 4, characterized in that the corrugations of adjacent sheets are located at an angle to each other.