RU106737U1 - Эжекционная градирня - Google Patents

Abstract

1. Эжекционная градирня, содержащая корпус, вытянутый в горизонтальном направлении, в днище которого выполнено отверстие для слива воды, каплеуловитель, воздуховходное окно, патрубки с форсунками, проходящими через воздуховходное окно и соединенные с водораспределительным коллектором, отличающаяся тем, что корпус имеет расширяющуюся в направлении от воздуховходного окна форму за счет выполнения наклонной части нижней стенки, которая переходит в горизонтальное днище, под углом к которому, напротив воздуховходного окна, установлен многослойный сетчатый каплеуловитель, выполненный в виде совокупности сквозных полых объемных элементов, а форсунки установлены таким образом, что оси симметрии факелов разбрызгивания имеют направление, параллельное биссектрисе угла схождения стенок корпуса. ! 2. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса имеет наклон, не превышающий 30° к линии горизонта. ! 3. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что размеры корпуса выбирают из условий: D/A≥1,2; C/A≥1,8, ! где D - расстояние от верхней стенки корпуса до нижней в плоскости, проходящей через соединение ее с каплеуловителем и параллельной плоскости воздуховходного окна; !А - высота воздуховходного окна; ! С - длина каплеуловителя.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к испарительным охладителям и может быть использована на промышленных объектах, для охлаждения технологической воды в системах оборотного водоснабжения тепловыделяющего оборудования, например, компрессоров, кондиционеров, печей.

Известна эжекционная градирня (Патент RU №2166163, МПК F28C 1/00), корпус которой выполнен в виде вертикального короба с воздуховходными окнами, выполненными вдоль его верхней кромки. Градирня содержит водораспределительный коллектор и водоструйные форсунки-эжекторы, которые создают наклонные от вертикали факелы жидкости. Форсунки соединены с водораспределительным коллектором. Корпус верхней части разделен наклонной перегородкой, которая вместе со стенкой корпуса образует эжекционный канал с одной стороны, а с другой - воздухоотводящий канал, по которому воздух выходит из корпуса, поднимаясь вверх через каплеуловитель. В днище корпуса выполнены отверстия для стока воды.

Достоинством рассмотренной выше градирни является то, что ее конструкция позволяет организовать принудительную циркуляцию воздуха без использования внешних вентиляторов. Воздух засасывается в корпус за счет разности давлений, причем теоретически, изменение расхода воды должно сопровождаться пропорциональным изменением расхода воздуха. Для увеличения эффективности в корпусе создан эжекционный канал, в котором капли разбиваются о стенки, для увеличения поверхности контакта с воздухом.

Недостатком рассматриваемой градирни является незначительные удельные расходы воздуха (малые коэффициенты эжекции) из-за большого сопротивления газового тракта движению капельно-воздушного потока, что объясняется вертикальным расположением форсунок сверху вниз и расположением каплеуловителя в верхней части корпуса. Такая конструкция вынуждает воздушный поток делать поворот почти на 180°, что приводит к неудовлетворительному теплосъему.

Известна эжекционная градирня (Патент RU №2155307, МПК F28C 3/06) которая, как и рассмотренная выше, содержит корпус, выполненный в виде вертикального короба с воздуховходными окнами, вдоль его верхней кромки. Градирня содержит водораспределительный коллектор и водоструйные форсунки-эжекторы, которые создают вертикальные факелы жидкости. Форсунки соединены с водораспределительным коллектором. Корпус верхней части разделен наклонной перегородкой, которая вместе со стенкой корпуса образует эжекционный канал с одной стороны, а с другой - воздухоотводящий канал, по которому воздух выходит из корпуса, поднимаясь вверх через каплеуловитель. В днище корпуса выполнены отверстия для стока воды. Для увеличения поверхности контакта воды и воздуха, для увеличения турбулентности в эжекторном канале перпендикулярно к оси факела форсунок установлен контактный тепло-массообменный элемент в виде решетки, а под решеткой на стенке корпуса размещены две вспомогательные форсунки, оси выходных отверстий которых ориентированы под углом к горизонту, а также две ударные сетки, плоскости которых ориентированы перпендикулярно осям выходных отверстий вспомогательных форсунок.

Недостатком градирни является ее конструктивная сложность, обусловленная установкой в эжекторном канале устройства для повторного дробления капель. Это устройство значительно увеличивает сопротивление движению капельно-воздушного потока, которое даже без этого устройства велико, из-за того, что воздушный поток вынужден делать поворот почти на 180°. В результате устройство характеризуется малым коэффициентом эжекции.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству является эжекционная градирня, защищенная патентом RU №68667 (МПК F28C 1/00).

Известная градирня содержит корпус, вытянутый в горизонтальном направлении, в днище которого выполнено отверстие для слива воды, каплеуловитель, воздуховходное окно, патрубки с водоструйными форсунками, проходящими через воздуховходное окно, и соединенные с водораспределительным коллектором. В известном устройстве расположение каплеуловителя практически параллельно направлению движения водяных струй. По сравнению с рассмотренными выше градирнями воздушный поток поворачивается на меньший угол и оказывает меньшее аэродинамическое сопротивление.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокий коэффициент эжекции, обусловленный значительным аэродинамическим сопротивлением, возникающим в корпусе, из-за изменения направления движения воздушного потока от воздуховходного окна к каплеуловителю. Другим существенным его недостатком являются большие размеры градирни как в длину, так и в высоту.

Задачей, решаемой полезной моделью, является создание эжекционной градирни с малым аэродинамическим сопротивлением и с меньшими, чем у известного устройства размерами.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемая эжекционная градирня, так же, как и известная, содержит корпус, вытянутый в горизонтальном направлении, в днище которого выполнено отверстие для слива воды, каплеуловитель, воздуховходное окно, патрубки с форсунками проходящими через воздуховходное окно и соединенные с водораспределительным коллектором. Но, в отличие от известной, в предлагаемой градирне корпус имеет расширяющуюся в направлении от воздуховходного окна форму за счет выполнения наклонной части нижней стенки, которая переходит в горизонтальное днище, под углом к которому, напротив воздуховходного окна, установлен многослойный сетчатый каплеуловитель, выполненный в виде совокупности сквозных полых объемных элементов, а форсунки установлены таким образом, что оси симметрии факелов разбрызгивания имеют направление, параллельное биссектрисе угла схождения стенок корпуса.

Достигаемый технический результат - увеличение термического коэффициента полезного действия.

Технический результат достигается за счет обеспечения устройством малого аэродинамического сопротивления равномерно распределенного по плоскости, за счет чего увеличивается коэффициент эжекции.

Совокупность существенных признаков, сформулированная в пункте 2 формулы полезной модели, характеризует эжекционную градирню, в которой верхняя часть корпуса имеет наклон в сторону каплеуловителя под углом, не превышающим 30° к линии горизонта.

Наклон верхней стенки можно использовать для уменьшения длины градирни, если это продиктовано требованиями окружающего градирню пространства.

Совокупность существенных признаков, сформулированная в пункте 3 формулы полезной модели, характеризует эжекционную градирню, в которой размеры корпуса выбирают из условий: D/A≥1,2; С/А≥1,8, где:

D - расстояние от верхней стенки корпуса до нижней в плоскости, проходящей через соединение ее с каплеуловителем и параллельной плоскости воздуховходного окна; А - высота воздуховходного окна; С - длина каплеуловителя.

Минимальные значения параметров, приведенные в данных соотношениях позволяют получить высокий коэффициент эжекции, равный 0,7-0,8.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг 1 приведена конструкция градирни.

Эжекционная градирня (фиг.1) содержит вытянутый вдоль горизонтальной линии корпус, расширяющийся за счет выполнения наклонной части нижней стенки 1 корпуса, которая переходит в горизонтальное днище 2 с отверстием для удаления воды 3. Расширение корпуса обеспечивает разрежение воздуха в нем, которое способствует увеличению его расхода и, соответственно увеличению коэффициента эжекции. Под углом к днищу 2, напротив воздуховходного окна 4, через которое проходят патрубки 5 с форсунками 6 и соединенные с водораспределительным коллектором 7, расположен многослойный сетчатый каплеуловитель 8, например, ПР-50 фирмы «Техэкопром» или фирмы «Техводполимер». Каждый полый объемный элемент, входящий в состав сетки, практически оказывает сравнительно небольшое аэродинамическое сопротивление проходящему через него потоку. Форсунки в корпусе направлены таким образом, что оси симметрии эжекторных факелов разбрызгивания имеют направление параллельное биссектрисе угла схождения стенок корпуса. Такое направление обеспечивает наиболее равномерное распределение потоков воды и воздуха. Для обеспечения эффективной работы градирни с высоким коэффициентом эжекции соотношение размеров корпуса должно удовлетворять определенным условиям: D/A≥1,2; С/А≥1,8, где: D - расстояние от верхней стенки корпуса до нижней в плоскости, проходящей через соединение ее с каплеуловителем и параллельной плоскости воздуховходного окна; А - высота воздуховходного окна; С - длина каплеуловителя. Указанные соотношения установлены эмпирическим путем. Минимальные значения параметров, приведенные в данных соотношениях позволяют получить высокий коэффициент эжекции, равный 0,7-0,8. Увеличению соотношений выше приведенных величин часто мешают внешние условия, ограничивающие размеры используемых градирен. Изменяя угол наклона каплеуловителя можно изменять высоту градирни - для уменьшения высоты следует увеличить угол наклона, а для уменьшения его длины, но с получением высокого коэффициента эжекции, можно воспользоваться выполнением верхней стенки 9 корпуса наклонной, но не более чем на 30° к линии горизонта. Эти данные получены эмпирическим путем.

При работе градирни на коллектор под давлением подается охлаждаемая вода, которая распыляется форсунками в корпус в виде факелов, обеспечивая эжекцию необходимого для охлаждения воды расхода воздуха. Из-за того, что оси симметрии всех факелов имеют направление параллельное биссектрисе угла схождения стенок корпуса, мелкодисперсные капли в факелах достаточно равномерно распределяются в корпусе в поперечных плоскостях, обеспечивая наиболее равномерное распределение скорости потоков воздуха. В процессе контакта мелкодисперсных капель в факелах разбрызгивания с потоком воздуха, эжектируемым из атмосферы, происходит процесс интенсивного тепломассообмена, сопровождающийся частичным испарением воды и охлаждением ее оставшейся части, определяемым температурой воздуха и парциальным давлением воды в воздухе. При попадании воздушно-капельного потока в многослойный сетчатый каплеуловитель происходит дополнительное дробление капель стенками сетки и отекание воды по ним. В данном случае каплеуловитель выполняет дополнительную функцию оросителя. В результате увеличивается время нахождения воды в зоне тепломассообмена, охлажденная вода попадает на днище корпуса, откуда она сливается для дальнейшей обработки.

Описание конструкции и работы градирни доказывает достижение технического результата - повышение коэффициента эжекции за счет уменьшения аэродинамического сопротивления, и, как следствие этого, увеличение термического КПД, который достигает величины 0,45. Это значение превышает величину термического КПД (0,4) наиболее эффективных компактных градирен, к которым относятся градирни вентиляторного типа.

Claims (3)

1. Эжекционная градирня, содержащая корпус, вытянутый в горизонтальном направлении, в днище которого выполнено отверстие для слива воды, каплеуловитель, воздуховходное окно, патрубки с форсунками, проходящими через воздуховходное окно и соединенные с водораспределительным коллектором, отличающаяся тем, что корпус имеет расширяющуюся в направлении от воздуховходного окна форму за счет выполнения наклонной части нижней стенки, которая переходит в горизонтальное днище, под углом к которому, напротив воздуховходного окна, установлен многослойный сетчатый каплеуловитель, выполненный в виде совокупности сквозных полых объемных элементов, а форсунки установлены таким образом, что оси симметрии факелов разбрызгивания имеют направление, параллельное биссектрисе угла схождения стенок корпуса.

2. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса имеет наклон, не превышающий 30° к линии горизонта.

3. Эжекционная градирня по п.1, отличающаяся тем, что размеры корпуса выбирают из условий: D/A≥1,2; C/A≥1,8,

где D - расстояние от верхней стенки корпуса до нижней в плоскости, проходящей через соединение ее с каплеуловителем и параллельной плоскости воздуховходного окна;

А - высота воздуховходного окна;

С - длина каплеуловителя.