Влияние высоты блока регулярной насадки на процесс испарительного охлаждения в вентиляторных градирнях

• Автор: Цурикова, Наталья Петровна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Г АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ИСПАРИТЕЛЬНОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ И РАСЧЕТА ГРАДИРЕ
1.1 Обзор существующих конструкций насадок для процесса испарительного охлаждения
1.2 Теория процесса испарительного охлаждения
1.3 Основные направления интенсификации процесса испарительного охлаждения
1.4 Выводы по анализу литературных источников и постановка задачи
исследования
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЫСОТЫ ЯРУСА В БЛОКЕ НАСАДКИ И ВЫСОТЫ РАЗРЫВА МЕЖДУ НИМИ НА ИНТЕНСИФИКАЦИЮ ПРОЦЕССА ИСПАРИТЕЛЬНОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ В ВЕНТИЛЯТОРНЫХ ГРАДИРНЯХ
2.1 Анализ влияния высоты яруса в блоке насадки на процесс тепломассообмена
2.2 Анализ движения жидкости по поверхности регулярной насадки
2.3 Влияние поворотов соседних ярусов и разрывов по высоте между соседними ярусами регулярной насадки на процесс тепломассоотдачи
2.4 Оценка рациональной величины разрыва между ярусами насадки с точки зрения характера течения жидкости
2.5 Влияние взаимного расположения смежных каналов между соседними гофрированными листами регулярной насадки на
эффективность процесса испарительного охлаждения
ГЛАВА 3. ОПЫТНЫЕ СТЕНДЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НАСАДОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
3.1 Разработка новой конструкции насадки
3.2 Стенд для проведения гидродинамических испытаний
3.3 Стенд для проведения тепломассообменных испытаний
3.4 Методика обработки результатов тепломассообменных и
гидродинамических испытаний насадок
3.4.1 Определение коэффициентов тепло- и массоотдачи по результатам тепломассообменных испытаний

3.4.2 Определение коэффициентов гидродинамического сопротивления 77 по результатам гидродинамических испытаний
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ НАСАДОК
4.1 Тепломассообменные испытания короткослоевых насадок
4.2 Обработка результатов тепломассообменных исследований короткослоевых насадок
4.3 Гидродинамические испытания короткослоевых насадок
4.3.1 Обработка результатов испытаний сухих короткослоевых насадок..
4.3.2 Обработка результатов испытаний орошаемых короткослоевых
насадок
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1 Анализ экспериментальных исследований по определению эффективности отдельного яруса различной высоты в блоке насадки
5.2 Сравнительный анализ экспериментальных исследований блоков короткослоевых насадок
5.3 Алгоритм расчета стандартной градирни при её модернизации
Основные выводы и результаты
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Условные обозначения
Приложение 2 Экспериментальные данные насадки тип «19»
Приложение 3. Патент
Приложение 4. Справки

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы
Градирни применяются во многих отраслях промышленности, особенно велико их использование в энергетической, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, производства минеральных удобрений и других отраслях. Поскольку отвод низкопотенциального тепла от промышленных аппаратов с помощью градирен самый дешевый способ, позволяющий сэкономить не менее 95% свежей воды.
Температура оборотной воды, охлаждаемой на градирнях, существенно влияет на работу технологического оборудования.
Изменение режимов работы предприятий и увеличение стоимости свежей воды требует принятия мер по повышению рентабельности производства, которое может быть достигнуто за счет повышения эффективности работы аппаратов испарительного охлаждения и снижения непроизводственных расходов свежей воды и электроэнергии. Разработка новых высокоэффективных насадок позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты на электроэнергию, за счет уменьшения габаритных размеров насадок, а следовательно, градирен в целом, и снижения гидравлического сопротивления.
Таким образом, разработка и исследование новых эффективных конструкций насадок является актуальной задачей.
Объектом исследования является насадка, как основной технологический элемент градирни, обеспечивающий интенсификацию процесса тепло- и массообмена двух фаз (вода, воздух).
Целью работы являлось разработка и исследование новой эффективной конструкции регулярной насадки для интенсификации процесса тепло- и массообмена при испарительном охлаждении оборотной воды в вентиляторных градирнях.

смачиваемости - Тж, который характеризуется отношением поверхности смоченной жидкостью - aw, к геометрической поверхности насадки - av.
Тж= aw/av (2.15)
Таким образом, имеющаяся разрозненная и зачастую косвенная информация о входном участке гидродинамической стабилизации указывает на возможность создания такой конструкции регулярной насадки, в которой бы наиболее полно были реализованы положительные эффекты влияния начальных участков, интенсифицирующие процесс тепломассообмена. В этой связи актуальна задача поиска той минимальной высоты насадки, которая способна обеспечить максимальную эффективность осуществления процесса.
Для решения вопроса о численной оценке протяженности начальной части участка гидродинамической стабилизации потока воспользуемся данными работы [45]. На основе опытных данных по гидродинамике и теплообмену качественно установлено влияние условий течения при входе в трубу на местные коэффициенты теплоотдачи. Измеряли коэффициенты теплоотдачи для воздуха, движущегося в трубе с внутренним диаметром 45,3мм, и выразили средний коэффициент теплоотдачи - а через значение коэффициента теплоотдачи на значительном расстоянии от входа - aœ формулой а = ада (l+k/(L/d)). На расстоянии от входа, меньше пяти диаметров, формула не пригодна. Эксперименты [45] для различных вариантов входов в трубу, как с диафрагмами так и без них (с острыми кромками), показали что на графике зависимости а = f (L/d) существует максимум между 1 и 3 L/d, который вызывается турбулентностью.
Таким образом, для расчета наиболее эффективной высоты отдельного яруса в блоке регулярной насадки достаточно оценить по известным формулам величину Lhst, либо определить эту величину опытным путем для конкретной насадки новой геометрической формы.