Диссертация (Исследование процесса охлаждения воды в безнасадочной градирне установок разновысотного расположения), страница 11

Гидравлическая нагрузка определяется из теплового баланса:Gw C pwкгQ,сTwн  Twк(4.1)2. Расход воздуха определяется по относительному расходу:Gв    Gw ,кгс(4.2)где λ – относительный расход воздуха.Оптимальные значения относительного расхода воздуха принимаются вдиапазоне 0,9–2.3. Скорость воздуха wв в вентиляторных градирнях должна находитсянауровне 1,5–2,5м/с,чтопозволяетопределитьплощадьпоперечного сечения градирни и диаметр градирни:Fг Gв, м2 в  wв(4.3)Fг(4.4)Dг  2 ,м4.

Решая систему уравнений (2.1, 2.2, 2.3) определяем площадьтепломассообмена F, необходимую для охлаждения воды дозаданной температуры при соответствующих параметрах наружноговоздуха.5. Для расчета высоты рабочейзоны безнасадочной градирниопределение площади взаимодействия потоков не достаточно.Необходимо выбрать тип распылительной форсунки и их число:nф Gw,gф(4.5)где gф – производительность выбранной форсунки, кг/с.6.

По паспортным данным и геометрическим размерам форсункиопределяются средняя скорость движения капель wк и усредненныйдиаметр dк по уравнениям (2.5) и (2.9).7. Высота рабочей зоны выражается определяется по уравнению [79 1]:81HF  d к  wк   w,м6  Gw(4.6)8. Габаритная высота градирни определяется из конструктивныхсоображений.

К высоте рабочей зоны необходимо прибавить высотуводосборного бассейна, сепарационной зоны с каплеотбойником ивысоту вентиляторного блока.4.3 Пример расчета безнасадочной градирниИсходные данные:Тепловой поток: Q = 58 кВт;Температура воды на выходе из конденсатора: Tw1 = 35 ˚C;Необходимая температура воды на входе в конденсатор: Тw2 = 30 ˚C;Регион эксплуатации холодильной установки: г. Москва.Задача:Определить размеры градирни, необходимой для охлаждения оборотнойводы, идущей в водяной конденсатор холодильной установки.В первую очередь необходимо определить параметры атмосферноговоздуха для заданного региона. В соответствии с Таблицей 1 [85] для г.Москва в теплый период времени имеем следующие параметры:Таблица 1Населенныйпунктг.

МоскваТемператураБарометрическоевоздуха, ˚С,давление, гПа обеспеченностью98%99526,3Средняя месячнаяотносительнаявлажность воздуханаиболее теплогомесяца, %70Гидравлическая нагрузка определяется по уравнению 4.1.82кгм358000Gw  2,77(9,972)418635  30чсОтносительный расход воздуха λ принимаем равным 1,2. Тогда Расходвоздуха составит:Gв  1,2  2,77  3,32кгсСкорость воздуха в градирне wв принимаем равной 2 м/с, тогда поуравнениям 4.3 и 4.4:Fг 3,32 1,431 м21,16  2Dг  2 1,4311,35 м3,1416Для достижения необходимой температуры охлаждения воды спомощью вычислительной среды MathCAD 14 рассчитываем площадьтепломассообмена.

Развернутое решение системы приведено в приложенииП.2.Из решения системы уравнений (2.1, 2.2, 2.3) определили площадьтепломассообмена:F=13,79 м2Для дальнейшего расчета необходимо выбрать тип распылительнойфорсунки.Для примера возьмем цельнофакельную форсунку производства НПО«Политехника», Рисунок 4.8 [94]:Рисунок 4.8. Схема цельнофакельной форсунки ЦС-10 производстваНПО «Политехника»83Основные размеры форсунки представлены в Таблице 2, в Таблице 3 –расходные характеристики [94]:Таблица 2Основные параметрыЦС-5ЦС-10ЦС-20Угол раскрытия факела, град.55-6055-6055-60Диаметр соплового канала, мм101423Диаметр корпуса, мм405060Высота корпуса, ммПрисоединительная резьба,дюймов4045601``11\4``11\2``Таблица 3P, МПаV м3/чЦС-5ЦС-10ЦС-200,14 0,18 0,2 0,22 0,25 0,28 0,3 0,32 0,35 0,383,4 3,9 4,2 4,4 4,6 4,955,2 5,5 5,76,7 7,7 7,7 8,6 9,1 9,7 10 10,3 10,8 11,21314 15 17 18,2 19,5 20 20,5 21,5 22,3Для рассчитываемого варианта подходит форсунка ЦС-10, работающаяпод давлением 0,3 МПа, с расходом 10 м3/ч.

В таком случае будетдостаточно одной форсунки ЦС-10.Геометрические размеры форсунки, а также размер разбрызгиваемыхкапель зачастую остаются коммерческой тайной. Для предварительногоопределения высоты рабочей зоны безнасадочной градирни можно задатьсяразмером капель в 0,5 мм. [10], тогда по уравнению 4.6:H13,79  0.0005  7 10006  2,77 2,9 м.844.4. Выводы по главе 41. Экспериментально установлено, что пределом охлаждения воды вбезнасадочной градирне является температура воздуха по мокромутермометру.2.

Экспериментально установленовлияние разреженного давлениявоздуха на эффективность охлаждения воды в безнасадочной градирне.3. Экспериментально подтверждено влияние дисперсности распылакапель на глубину охлаждения воды.4. Приведенаметодикатепловогоконструктивногорасчетабезнасадочной градирне с учетом влияния пониженного давления воздуха.85Выводы и основные результаты работы1. Разработано аналитическое описание процесса тепломассообмена приохлаждении воды в безнасадочной градирне с учетом разреженностивоздуха.2. При расчете тепломассообменных процессов в градирне необходимоучитывать теплоотдачу от конвекции массы воды внутри объема капель.3.

Экспериментальноподтвержденовлиянияпониженногодавлениявоздуха на процесс охлаждения воды в градирнях.4. Созданы опытные стенды безнасадочных градирен, работающих вусловиях разреженного воздуха.5. Выполнена проверка влияния масштабного фактора на получаемыеопытные данные по охлаждению воды потоком воздуха в безнасадочнойградирне.6. Разработана конструктивная схема градирни с промежуточным вводомвоздушного потока.7. Предложены конструкции эффективных водоохлаждающих устройств.8. Подана заявка на изобретение по конструкции вентиляторной градирни.9.

Создана методика теплового конструктивного расчета безнасадочнойвентиляторной градирни с возможностью разновысотного размещения.86Список используемой литературы1.Лаптев А.Г., Ведьгаева И.А. Устройство и расчет промышленныхградирен: Монография. Казань: КГЭУ, 2004. 180 с.2.Пособие по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84). ВНИИВОДГЕО Госстроя СССР. М., 1989. 166 с.3.ДмитриевА.В.,ДмитриевО.С.,НиколаевА.Н.Перспетивыиспользования вихревых камер для охлаждения оборотной водыпромышленных установок // Промышленная энергетика. 2012. № 10.С. 31-34.4.Цурикова Н.П. Влияние высоты блока регулярной насадки на процессиспарительного охлаждения в вентиляторных градирнях: Автореф.дис. …канд.

техн. наук. Москва. 2013. 16 с.5.Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М.-Л.:Госэнергоиздат, 1949. 440 с.6.Вентиляторные градирни. / В.А. Гладков, [ и др.] М.: Стройиздат, 1976.216 с.7.Макушева О.С., Дмитриев А.В., Николаев А.Н.

Контактные устройствадля охлаждения оборотной воды промышленных предприятий //ВестникКазанскоготехнологическогоуниверситета.2011.№3.С. 153-154.8.Дмитриева О.С., Дмитриев А.В. Разработка новых градирен дляувеличения энергоэффективности промышленных установок // ВестинкКазанского технологического университета. 2014. Т 17, № 6. С. 134-136.9.Горбенко В.И.,СизоненкоВ.З.,Зименко И.Г.Оприменениибрызгальных башенных градирен на электростанциях // Электрическиестанции. 1983. № 10. С. 27-31.10. Гончаров В.В.

Брызгальные водоохладители ТЭС и АЭС. Л.:Энергоатомиздат, 1989. 140 с.11. ГалустовВ.С.Оптимизациясистемоборотногопотребления87охлаждающей воды // Сантехника. Отопление. Кондиционирование.2005. №7. С. 42-45.12. ГороховВ.С.Аппаратыустановокдляразделениявоздуха:Конструирование и расчет. М.: Машиностроение, 1965. 137 с.13. Егоров Н.Н. Охлаждение газов в скрубберах.

М.: Госхимиздат, 1954.143 с.14. ДемеуоваА.Б.Особенностипроцессоввконтактныхтепломассообменных аппаратах // Сб. трудов IV междунар. науч.-практ.конфер. молодых ученых. Актуальные проблемы науки и техники. Уфа.2012. С. 72-73.15. ДинцинВ.А.Исследованиетепломассообменаиоптимизацияконструкции камер орошения кондиционеров воздуха: Автореф.дис. …канд. техн. наук. Л. 1974. 23с.16. Андреев Е.И. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах. Л.:Энергоатомиздат. Ленингр.

отд-ие, 1985. 192с.17. СавицкаяН.М.Испарительноеохлаждениегазоввсистемахгазоочистки: Автореф. дис. …канд. техн. наук. М.: НИИОгаз, 1983. 20с.18. Скрубберное водоиспарительное охлаждение / Л. С. Аксельрод[и др.] // Кислород. 1958. № 6. С. 15-22.19. Кондрашева Н.Г. Лашутина Н.Г. Холодильно-компрессорные машины иустановки: Учебник для машиностроительных. техникумов. – 3-е изд.,перераб. и доп. М.: Высш. шк, 1984. 335 с.20.

Холодильные машины и тепловые насосы. Повышение эффективности /А.В. Быков [и др.] М.: Агропромиздат, 1988. 287 с.21. Фраас А., Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников.Перевод с английского Ю.А. Зайгарника и др. М.: Атомиздат, 1971 г.358 с.22. Маркова Т.А. Основы тепломассообмена. Конспект лекций. Тула: ТГУ,2009. 147 с.23. Испарительное охлаждение капель жидкости в воздушном потоке.88/ Н.А. Меренцов [и др.] // Изв.

ВолгГТУ. Серия «Реология, процессы иаппараты химической технологии». Вып. 5: межвуз. сб. науч. ст.Волгоград: ВолгГТУ. 2012. № 1. С. 62-65.24. Ломова О.С. Контактные тепломасообменные аппараты химическойтехнологии: Учебное пособие. Омск: ОмГТУ, 2008. 147 с.25. Фарфоровский Б.С., Пятов Я.Н. Проектирование охладителей длясистем производственного водоснабжения. Л.-М. Ленингр. отд-ние:Госстройиздат, 1960. 171 с.26.

ГолованчиковвентиляторнойА.Б.,МеренцовградирнисН.А.,капельнымБалашовВ.А.орошением//РасчетВестникВолгГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. 2012. № 28 (47).С. 171-178.27. Аверкин А.Г., Еремкин А.И. Совершенствование тепловлажностнойобработки рабочих сред в градирнях // Региональная архитектура истроительство. 2010. №1. С. 124-131.28.