Насадка для тепломассообменного аппарата

 

Изобретение предназначено для охлаждения воды в градирнях. Насадка для тепломассообменного аппарата содержит собранные в блок длинномерные винтовые элементы, каждый из которых выполнен объемным, пустотелым с решетчатой оболочкой, состоящей из ячеек, имеющим в поперечном сечении профиль в виде эллипса или полукруга, или сектора, или сегмента, или многоугольника, или многолепестковой фигуры, направление поворота винтовой линии элемента правое или левое, ось поворота винтовой линии элемента пересекает фигуру его профиля или не пересекает ее, элементы в блоках располагаются горизонтальными или наклонными, или вертикальными рядами, с зазорами или без зазоров в рядах, с одинаковыми фигурами профиля или их комбинацией, с одинаковым или комбинированным направлением поворота винтовых линий, с параллельным или скрещивающимся направлением осей, с совпадением или несовпадением шага винтовых линий соседних элементов. Изобретение позволяет повысить эффективность дробления водяных брызг и охлаждение воды. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, металлургии, нефтепереработке, нефтехимии, агропромышленному комплексу и другим отраслям промышленности, применяющим на своих предприятиях оборотное водоснабжение и охлаждение воды в башенных и вентиляторных градирнях путем повышения интенсивности противотока охлаждающего воздуха и воды, их турбулизации и мелкодисперсного орошения.

Известен ороситель градирни, представляющий собой блок из вертикально расположенных гофрированных труб (Градирни промышленных и энергетических предприятий. Справочное пособие под общей редакцией В.С.Пономаренко - М. Энергоиздат 1998 г., стр. 170, поз. 12). Основным недостатком данного оросителя является наличие сквозных, вертикальных проемов, пропускающих водяные брызги без их отражения и дробления и, следовательно, малоэффективного охлаждения. Известен ороситель градирни, не имеющий сквозных, вертикальных проемов, представляющий собой блок из горизонтально расположенных длинномерных элементов, имеющих в поперечном сечении профиль в виде правильной трехлепестковой фигуры и решетчатую оболочку (Патент РФ N 2143659, F 28 от 28.05.1999 г. ). Недостатком данного оросителя является то, что образующие поверхности элементов параллельны их оси и перпендикулярны направлению падения водяных брызг и направлению восходящего, охлаждающего воздуха, что значительно повышает аэродинамическое сопротивление оросителя.

Техническим решением, исключающим постоянство угла между направлением водяных брызг, направлением охлаждающего воздуха и поверхностью элементов является ороситель градирни, представляющий собой блок из вертикально расположенных многозаходных винтовых элементов (Авторское свидетельство N 1295187, F 28 C 1/02, 1987 г.), а также ороситель градирни, представляющий собой блок из горизонтально расположенных многозаходных винтовых элементов (Авторское свидетельство N 1760304, F 28 F 25/08, 1992 г.). Общим недостатком этих технических решений является то, что многозаходные винтовые элементы выполнены сплошными, не проницаемыми для охлаждающего воздуха. Это при любой укладке элементов в блок значительно повышает аэродинамическое сопротивление оросителя. Кроме этого, отсутствие решетчатой структуры у винтовых элементов не обеспечивает эффективное дробление водяных брызг и вызывает недоохлаждение воды.

Изобретение устраняет эти недостатки. Технический результат достигается благодаря тому, что насадка для тепломассообменного аппарата содержит собранные в блок длинномерные винтовые элементы, каждый из которых выполнен объемным, пустотелым, с решетчатой оболочкой, состоящей из ячеек, образующихся пересечением полимерных стержней, толщиной 1 - 4 мм, имеющим в поперечном сечении профиль в виде эллипса или полукруга, или сектора, или сегмента, или многоугольника с числом сторон 3 - 8 с не закругленными или с закругленными углами, или многолепестковой фигуры с числом лепестков 2 - 8, причем отношение наибольшего размера фигуры профиля элемента к ее наименьшему размеру составляет 1,1-10, отношение наибольшего размера фигуры профиля к шагу винта элемента составляет 0,1-10, отношение площади ячейки решетчатой оболочки элемента к площади фигуры его профиля составляет 0,04 - 0,8, направление поворота винтовой линии элемента правое или левое, ось поворота винтовой линии элемента пересекает фигуру его профиля или не пересекает ее, элементы в блоках располагаются горизонтальными или наклонными, или вертикальными рядами, с зазорами или без зазоров в рядах, с одинаковыми фигурами профиля или их комбинацией, с одинаковым или комбинированным направлением поворота винтовых линий, с параллельным или скрещивающимся направлением осей, с совпадением или не совпадением шага винтовых линий соседних элементов. При такой конфигурации элементов их винтовые составляющие с одной стороны обеспечивают изменение угла падения на элементы водяных брызг и их отражения в пределах одного шага винта от 0 до 90 градусов, а с другой стороны направляют поток восходящего, охлаждающего воздуха навстречу водяным брызгам, значительно увеличивая степень их противотока и турбулизации. Кроме этого между соседними объемными, пустотелыми элементами, а также между их винтовыми составляющими образуются многочисленные полости с решетчатой оболочкой, которые многократно отражают и дробят водяные брызги, обеспечивая мелкодисперсное орошение воды.

На фиг. 1 показан длинномерный, объемный, пустотелый винтовой элемент с решетчатой оболочкой.

На фиг. 2 показаны схемы блоков из длинномерных, объемных пустотелых винтовых элементов с решетчатой оболочкой.

На фиг. 3 показана схема работы оросителя из длинномерного, объемного, пустотелого винтового элемента с решетчатой оболочкой.

Насадка для тепломассообменного аппарата представляет собой собранные в блок длинномерные, объемные, пустотелые винтовые элементы с решетчатой оболочкой, состоящей из ячеек, образующихся пересечением полимерных стержней толщиной 1 - 4 мм, имеющие в поперечном сечении профиль в виде эллипса или полукруга, или сектора, или сегмента, или многоугольника с числом сторон 3 - 8 с не закругленными или с закругленными углами, или многолепестковой фигуры с числом лепестков 2 - 8, причем отношение наибольшего размера фигуры профиля к ее наименьшему размеру составляет 1,1-10, отношение наибольшего размера фигуры профиля А к шагу винта В элемента составляет 0,1-10, отношение площади ячейки решетчатой оболочки элемента к площади фигуры его профиля составляет 0,04 - 0,8, направление поворота винтовой линии элемента правое или левое, ось поворота винтовой линии элемента пересекает фигуру его профиля или не пересекает ее, элементы в блоках располагаются горизонтальными или наклонными, или вертикальными рядами, с зазорами или без зазоров в рядах, с одинаковыми фигурами профиля или их комбинацией, с одинаковым или комбинированным направлением поворота винтовой линии, с параллельным (а, в) или скрещивающимся (с) направлением осей, с совпадением (а) или не совпадением (в) шага винтовых линий соседних элементов.

Насадка работает следующим образом. Водяные брызги из водораспределительной системы градирни падают на элементы сверху. Винтовые составляющие элементов 1 с одной стороны обеспечивают изменение угла падения и отражения брызг, а с другой стороны изменяют направление потоков восходящего воздуха. Отраженные под различным углом водяные брызги 2 направляются к просочившимся сквозь решетчатую оболочку потокам воздуха, а изменившие направление потоки воздуха 3 направляются к просочившимся сквозь решетчатую оболочку брызгам воды, что вызывает возникновение зон 4 активного противотока и турбулизации. Наряду с этим между собранными в блок соседними элементами, а также между их винтовыми составляющими образуются многочисленные полости с решетчатой оболочкой, которые многократно отражают и дробят брызги воды, обеспечивая мелкодисперсное орошение воды и увеличивают время контакта ее с охлаждающим воздухом. Комплексное воздействие указанных факторов увеличивает охлаждение воды на 20-25%.

Формула изобретения

Насадка для тепломассообменного аппарата, содержащая собранные в блок длинномерные винтовые элементы, отличающаяся тем, что каждый винтовой элемент выполнен объемным, пустотелым с решетчатой оболочкой, состоящей из ячеек, образующихся пересечением полимерных стержней толщиной 1-4 мм, имеющим в поперечном сечении профиль в виде эллипса или полукруга, или сектора, или сегмента, или многоугольника с числом сторон 3-8 с незакругленными или с закругленными углами, или многолепестковой фигуры с числом лепестков 2-8, причем отношение наибольшего размера фигуры профиля элемента к ее наименьшему размеру составляет 1,1-10, отношение наибольшего размера фигуры профиля к шагу винта элемента составляет 0,1-10, отношение площади ячейки решетчатой оболочки элемента к площади фигуры его профиля составляет 0,04-0,8, направление поворота винтовой линии элемента правое или левое, ось поворота винтовой линии элемента пересекает фигуру его профиля или не пересекает ее, элементы в блоках располагаются горизонтальными или наклонными, или вертикальными рядами, с зазорами или без зазоров в рядах, с одинаковыми фигурами профиля или их комбинацией, с одинаковым или комбинированным направлением поворота винтовых линий, с параллельным или скрещивающимся направлением осей, с совпадением или несовпадением шага винтовых линий соседних элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3