Диссертация (Исследование процесса охлаждения воды в безнасадочной градирне установок разновысотного расположения), страница 5

Предложен метод расчета башеннойградирни и приводятся результаты расчета для различных условий. Для того,чтобы осуществить перенос предложенной модели на действующиебашенные градирни необходим расчет коэффициентов тепло- и массообменаконкретной градирни с учетом параметров воздуха в зоне размещенияградирни.В работе [88] приведена одномерная математическая модель длякапельной противоточной градирни. Модель представляет собой системудифференциальныхуравнений,которыеописываютсвязанныетепломассообменные процессы и динамику падающих капель.

Даныкачественные оценки изменения температуры капель и эффективностикапельной вентиляторной градирни.Описана зависимость тепловогокоэффициента полезного действия капельной градирни от относительногорасхода воздуха. Определено значительное влияние радиуса капель наэффективность охлаждения воды в градирне.В книге [34] описана история развития башенных охладителейциркуляционной воды.

Приведены в большом количестве схемы ифотографии как советских, так и зарубежных охладителей башенного типа.Одну из глав автор посвятил тепловому расчету башенных градирен. Расчетбазируется на одном тепловом балансовом уравнении. Из расчетов находятзначения расхода воздуха и воды в зависимости от входных параметровпотоков. Коэффициенты тепло и массообмена в приведенном расчете нерассматриваются, также отсутствует определение площади теплообмена.Результатомрасчетаявляетсягеометрическиепараметрыбашеннойградирни (высота, диаметр).

Атмосферные условия входящего в охладительвоздуха должным образом не учитываются, а автор «…объединяет действиевсех переменных атмосферных факторов в значение температуры».27Благов И.Т. в книге [35] приводит тепловой расчет типовой башеннойградирни. Полученные результаты расчета сравниваются с другимиметодамирасчетаградирен.Исходныеданныедлявсехрасчетовпринимались одинаковые. Сравнивалось четыре метода: А.А. Радцига, В.А.Макеева, А.Н. Арефьева и метод Котлотурбины. По методу А.А. Радцигаплощадь оросителя определялась как Fк=16,5 Q1/60, где Q1 – расход водычерез ороситель.

Наличие коэффициента 16,5 и 60 не описаны и необъяснены. В результате расчета определяется высота башенной градирни.Она получилась равной 100 м. В расчете по методу В.А. Макеева высотабашни принимается: «допустим высоту градирни Н=30 м». Определяетсяповерхность заполняющих ороситель брусков по формуле, в которойзадействован коэффициент теплопередачи. Но он не рассчитывается, апринимается равным 73 кал/час. Также не обосновано и не даны ссылки наисточники, подтверждающие необходимость применения именного такогозначения коэффициента теплопередачи.Расчет по методу А.Н.

Арефьева, так же, как и в предыдущих расчетахбазируется на одном балансовом уравнении. Тепловая нагрузка определяетсяиз диаграммы, которая составлена на основании опытов при температурывоздуха tв=25°С и влажности υ=55%. Данная диаграмма пригодна, какописываетавтор,толькодлярасчетааналогичнойградирнивсоответствующих климатических условиях. Высота башни градирни такжепринимается.Метод «Котлотурбины» похож на предыдущие, главным отличиемявляется определение плотности дождя, которая рассчитывается по формулеГейбеля. В формулу входят числа 13, 390, 10, 33, 70, 23,2 – коэффициенты,зависящие от конструкции градирни.

Обоснование использования данныхкоэффициентов отсутствует, что приводит к ограниченности примененияданного расчета на практике.После расчетов в книге [35] проведено сравнение полученныхрезультатов, из которого видна большая разрозненность результатов. После28чего автор делает вывод «ни один из рассмотренных методов нас неудовлетворяет полностью» и приводит расчет, в котором за основупринимается метод А.Н. Арефьева, как, по мнению автора, является самыйточный и проверенный на практике, и дополняет его формулами по методу«Котлотурбины».Врезультатеавторполучаетдостаточноудовлетворительный результат. Кроме того, в главе 17 приводится расчетпленочной градирни.

Он основывается на одном балансовом уравнении безрассмотрения тепло- и массообмена между потоками.В статье [36] рассмотрено моделирование вентиляторной градирни скапельным орошением и проволочной насадкой. Статья посвященаразработке методики одновременного определения коэффициентов тепло- имассоотдачи, а также средней скорости капель по экспериментальнымданным лабораторных исследований.Авторы[37]теплотехническогов статье кратко изложилирасчетовградирен.инженерные методыПредставленааналитическаязависимость для определения температурного перепада охлаждаемой воды вградирнях. Расчет градирни рассмотрен только в оросителе, областькапельного потока до и после оросителя не учитывается.

Расчет приводитсяпо методу Ф. Меркеля для неблагоприятных летних условий эксплуатации.Рассмотренорациональнаявысотаоросителя.Представленграфикзависимости высоты градирни h от невязки δλ для рассмотренного примерабашенной градирни БГ-1600. Обобщенной зависимости выбора высотыоросительной насадки не приводится. В заключении авторы делают вывод,что при выборе оросителя должны учитываться климатические условия. Ноописания влияния климатических условий не приводится.В.А. Калатузов в публикации [38] дает достаточно широкий анализосновных понятий, относящихся к характеристикам оросительных насадок иградирен.

Обращается внимание на важности подачи материала по расчетуградирен в доступной для понимания и понятной для практическогоприменения форме. Автор приводит разбор статьи [39], в которой описан29распространенный метод расчета оросителя градирни, основанный наопределении коэффициентов массоотдачи βpv и βxv. В процессе рассужденийу автора [38] появляются закономерные вопросы по поводу этихкоэффициентов массоотдачи: «Чем вызвана необходимость замены одногокоэффициента другим? Достаточно ли при расчете градирен знания расчетатолько коэффициента массоотдачи?»[38]Калатузов рассматривает применение уравнения Меркеля [32]:Me=AHλm(1.3)«Коэффициенты А и m считаются технологическими характеристикамиоросителя, но практической значимости для инженеров не могут иметь,поскольку коэффициенты являются относительными и по ним трудносделать качественную и количественную оценку оросителя не только всравнении с другими конструкциями, но и в условиях особенностейконструктивного исполнения и работы реальной градирни, и тем более,определить температуру охлажденной воды» [38].

В качестве вывода стоитотметить: «Расчеты, выполненные с применением данных коэффициентов,дают противоречивые результаты и не подтверждаются при натурныхиспытаниях».В журнале «Электрические станции» №10 за 2007 г. [40] описываетсяспособ определения характеристик градирен по номограммам, позволяющихопределить температуру охлажденной воды в зависимости от параметровнаружного воздуха, а также гидравлической и тепловой нагрузок наградирню. По мнению авторов, наличие таких номограмм позволяетпрогнозировать режимы работы и техническое состояние градирни. В статьедается анализ двум графическим формам представления номограмм,имеющихся в нормативных документах[2, 41], и обосновываетсярекомендуемая форма. Необходимо отметить, что в построении номограммучаствуетбарометрическоедавление,взависимостиотвысотногорасположения градирни.

В статье, как и в нормативной документации,описываетсядавление745ммрт.ст.,болеенизкоедавлениене30рассматривается.Книга [42] под авторством Пономаренко В.С. и Арефьева Ю.И.содержит классификацию основных типов оборотных систем охлажденияпромышленныхиэнергетическихпредприятий.Достаточноширокорассмотрены теоретические основы процесса охлаждения воды в градирняхи методы их технологических расчетов. В главе 5 описываются параметрывоздухаприрасчетебарометрическогоградирен,давлениянавкоторойпроцессупоминаетсяохлажденияводы.влияниеАвторыуказывают, что обычные значения, колеблющиеся в пределах 720-760мм рт.ст. можно не принимать во внимание при практических расчетахградирен. При размещении градирен в высокогорной местности, гдебарометрическое давление может понижаться до значений в 600 мм рт.ст.,следует учесть понижение давления. Как пишет автор: «Понижениебарометрического давления приводит при прочих неизменных условиях кнекоторому снижению интенсивности испарительного охлаждения, но вслучае вентиляторных градирен это компенсируется и даже перекрываетсяуменьшением сопротивления градирни и увеличением скорости воздухавследствиеуменьшенияегоплотности».Данноеутверждениенеподкреплено ссылками на источники, нет данных по испытаниям градирен вусловиях разреженного воздуха и поэтому сложно судить о достоверностивышеизложенных убеждений.В статье [43] рассмотрены физические эффекты, протекающие привзаимодействии потока воздуха и воды в ограниченном объеме пространствапроточнойчастиградирни.Строгостьподходаподтверждаетсяфундаментальными уравнениями, описывающими поведение потоков.

Такойподход полезен для формирования общих представлений о сложныхпроцессах, протекающих при контактном взаимодействии двух потоковсильно различающихся по плотности фаз. Численное решение системыуравнений представляет значительные математические трудности даже припринятых допущениях, о чем свидетельствуют сами авторы. Более ценным31для практики является вторая часть статьи, посвященная испытаниям макетаградирни.Необходимо отдельно выделить большое количество публикаций[44 -54] по тематике, связанной с градирнями.

Часть из них являютсярекламными проспектами, описывающими новые типы насадок, которыеразрабатываются в большом количестве в различных институтах нашейстраны и за рубежом. В ряде статей отсутствуют данные по использованиюпредложенных оросителей на предприятиях. Часть статей посвящена опытумодернизации градирен, заключающихся в замене оросителей или егодемонтажа и переоборудованием вентиляторной градирни в эжекционную.Издания и публикации [55, 56] можно отнести к обзорам способовохлаждения оборотной воды.