короткослоевой ороситель градирни

Классы МПК:F28F25/08 разбрызгивающие планки или решетки, например для собирания капель жидкости в жидкостные пленки; фильтры или фильтрующие слои для увеличения площади контактирующей поверхности
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-12-29
публикация патента:

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов тепло- и массообмена. Короткослоевой ороситель градирни состоит из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами, причем высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·de, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, de - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный de=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя. В каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°. Пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения. Косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 =65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа. В каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный. Косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения. Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев, причем располагаются пакеты относительно друг друга с поворотом на 60÷90°. Изобретение направлено на интенсификацию процессов тепло- и массообмена при одновременном снижении гидравлического сопротивления. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231

короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231

Формула изобретения

1. Короткослоевой ороситель градирни, состоящий из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, отличающийся тем, что листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами, причем высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением

H=m·d e,

где Н - высота пакетов оросителя;

m - коэффициент, равный m=3÷6;

de - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный de=4F/П;

F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя;

П - периметр отверстия канала оросителя.

2. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°.

3. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения.

4. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 =65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа.

5. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что в каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный.

6. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения.

7. Ороситель по п.1, отличающийся тем, что пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев, причем располагаются пакеты относительно друг друга с поворотом на 60÷90°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления процессов тепло- и массообмена и может быть использовано в теплоэнергетике для охлаждения оборотной воды на промышленных предприятиях и электростанциях.

Известен ороситель градирни (патент SU № 1354027, МКИ F28F 25/08, 1987 г.), содержащий блок, выполненный из скрученного спиралью гофрированного листа с прямыми гофрами, с размещенными между витками спирали прокладками из полимерного материала.

Недостатками этого оросителя являются повышенное гидравлическое сопротивление и большие габаритные размеры, а также его низкая надежность при эксплуатации в зимних условиях из-за частого разрушения полимерных прокладок и раскручивания спиралей.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является регулярная насадка для тепло- и массообменных аппаратов, которая применяется в качестве оросителя градирен (патент РФ № 2188706, МПК 7 B01J 19/32, B01F 3/04 от 10.09.02), состоящая из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с наклоном гофр соседних листов под углом к горизонту в противоположные стороны, соприкасающихся выступающими гофрами друг с другом и образующих между собой свободные каналы сложной геометрической формы.

К недостаткам этой конструкции относятся повышенное гидравлическое сопротивление и большие габаритные размеры, что затрудняет ее использование в современных малогабаритных вентиляторных градирнях, а также недостаточно интенсивная турбулизация потоков внутри пакета насадки, обусловленная геометрической формой каналов, и, следовательно, несущественное повышение эффективности тепло- и массообменных процессов.

Задача предлагаемого изобретения - уменьшение габаритных размеров пакета оросителя при одновременном снижении гидравлического сопротивления и сохранении высокой эффективности теплообмена.

Технический результат, который может быть получен при использовании данного изобретения, заключается в снижении гидравлического сопротивления и сохранении высокой эффективности теплообмена.

Указанный технический результат достигается тем, что в короткослоевом оросителе градирни, состоящем из собранных в пакеты гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, согласно изобретению листы с косорасположенными гофрами чередуются с листами с пряморасположенными гофрами. Высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·de, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, de - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный de=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя.

В каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°. Пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения.

Косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 =65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа. В каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный. Косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения.

Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90°.

На фиг.1 изображен короткослоевой ороситель градирни, состоящий из собранных в пакет 1 гофрированных листов. На фиг.2 изображен в плане пакет оросителя. На фиг.3 изображены гофрированные листы в пакете. На фиг.4 показано формирование входного участка гидродинамической стабилизации потока (изменение потери напора - короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 Р и коэффициента теплоотдачи - короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 по длине канала).

Короткослоевой ороситель градирни состоит из собранных в пакет 1 гофрированных листов, установленных вертикально и параллельно с разнонаправленными гофрами на соседних листах, согласно изобретению листы с пряморасположенными гофрами 2, 3 чередуются с листами с косорасположенными гофрами 4, 5. Высота пакетов оросителя находится в пределах, определяемых соотношением H=m·de, где Н - высота пакетов оросителя, m - коэффициент, равный m=3÷6, de - эквивалентный диаметр канала оросителя, равный de=4F/П, F - площадь живого сечения отверстия канала оросителя, П - периметр отверстия канала оросителя.

В каждом последующем листе с пряморасположенными гофрами направление гофр изменяется на 90°. Пряморасположенные гофры выполнены трапециевидной формой сечения.

Косорасположенные гофры на листах выполнены с углом наклона короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 =65÷85° по отношению к горизонтальной кромке листа. В каждом последующем листе с косорасположенными гофрами угол наклона гофр изменяется на противоположный. Косорасположенные гофры выполнены треугольной формой сечения.

Пакеты оросителя в градирне уложены в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90°.

Короткослоевой ороситель работает следующим образом. Вода подается на верхний торец пакета 1, собранного из гофрированных листов 2÷5, и стекает по их поверхности в виде тонкой пленки, контактируя с восходящими по свободным каналам пакета 1, образованным взаиморасположением гофрированных листов 2÷5, потоками воздуха. Таким образом, массообмен между водой и воздухом происходит в пленочном режиме. Расположение гофр на листах 2÷5 под углом к горизонтальной плоскости обеспечивает рациональное использование рабочего объема градирни вследствие увеличения пути прохождения воды. Кроме того, такое выполнение гофрированных листов 2÷5 обеспечивает более равномерный в поперечном сечении градирни слив с них охлаждаемой воды и тем самым позволяет предотвратить нежелательный односторонний слив воды с оросителя и возможное обледенение нижней части оросителя в зимний период эксплуатации. При этом обеспечивается дополнительное увеличение глубины охлаждения оборотной воды в градирне.

Выполнение листов с косорасположенными гофрами с углом наклона гофр короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 =65÷85° по отношению к горизонту обеспечивает наибольшую эффективность теплообмена при наименьшем приросте гидравлического сопротивления. При величине угла короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 <65° резко возрастает гидравлическое сопротивление, а при величине короткослоевой ороситель градирни, патент № 2450231 >85° эффективность теплообмена практически не увеличивается. Изменение угла наклона гофр в каждом последующем листе с косорасположенными гофрами на противоположный позволяет обеспечить выравнивание поля скоростей потока воздуха перед пакетом оросителя в противоточных градирнях с боковым подводом охлаждающего воздуха.

Выполнение листов с пряморасположенными гофрами горизонтально и вертикально, чередующихся через один лист с пряморасположенными гофрами, позволяет повысить турбулентность контактирующих потоков внутри пакета оросителя и, как следствие, повысить эффективность тепло- и массообменных процессов.

Расположение пакетов оросителя в градирне в несколько слоев с поворотом относительно друг друга на 60÷90° позволяет разорвать и обновить пленку жидкости и тем самым интенсифицировать процесс тепло- и массообмена в оросителе.

Предлагаемое изобретение позволяет получить максимальный эффект интенсификации процессов тепло- и массообмена за счет оптимизации высоты оросителя градирен с учетом эффектов входного участка гидродинамической стабилизации потока, где пограничные слои еще не сомкнулись после входа в канал - зона «Z» (см. фиг.4). В этой зоне «Z» происходят экстремальные изменения параметров потока. Перестроение потока связано с повышенным гидравлическим сопротивлением по отношению к следующей части канала. Указанная трансформация потока имеет своим следствием увеличение локальной турбулентности. Интенсификация процесса происходит за счет турбулизации потока. Величиной этой зоны целесообразно ограничить высоту пакетов регулярной насадки в градирне. При этом оказывается возможным обеспечить большую эффективность тепло- и массообмена при меньшей высоте слоя оросителя.

Выполнение оптимальной высоты пакета оросителя градирен позволяет получить максимальный эффект интенсификации процессов тепло- и массообмена, а также уменьшить при этом габариты градирен.

Предлагаемое устройство обеспечивает:

- снижение гидравлического сопротивления в оросительных устройствах градирен;

- уменьшение габаритов градирен и снижение капитальных затрат при их строительстве;

- высокую эффективность тепло- и массообменных процессов за счет выбора оптимальной высоты оросителя градирен.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2450231

patent-2450231.pdf

Класс F28F25/08 разбрызгивающие планки или решетки, например для собирания капель жидкости в жидкостные пленки; фильтры или фильтрующие слои для увеличения площади контактирующей поверхности

труба полимерная оросителя градирни -  патент 2509282 (10.03.2014)
ороситель градирни кочетова -  патент 2494331 (27.09.2013)
полимерная труба оросителя градирни -  патент 2493528 (20.09.2013)
труба полимерная оросителя градирни -  патент 2491488 (27.08.2013)
ороситель градирни (варианты) -  патент 2490578 (20.08.2013)
ороситель градирни -  патент 2477433 (10.03.2013)
ороситель градирни -  патент 2445567 (20.03.2012)
блок оросителя градирни -  патент 2428645 (10.09.2011)
регулярная насадка -  патент 2425317 (27.07.2011)
ороситель градирни -  патент 2418256 (10.05.2011)
Наверх