Теплонспользующие установки промышленных предприятий

Приближенные методы расчета пленочных оросителей

Для экспресс-расчетов в инженерной практике. эффективно используются приближенные методы. Целесообразно остановиться на двух наиболее распространенных методах при­ближенного расчета оросителей башенных и вентиляторных градирен.

Метод Л. Д. Бермана (7) исходит из балансовых соотношений в бесконечно малом элементе объема пленки жидкости. Количество тепла, отданное с поверхности элемента жидкости, можно представить в виде

Л? = т. (// — Г)(Юж + Срж/^0ж> (13.3])

Или сЮ. = а (/, — 0) й?/ + / „ЛЗж, (13.32)

Т. е. как сумму количеств тепла, перенесенных конвекцией и испарением количества жидкости йЮж. Перенос массы вещества - пропорционален разности концентраций (паросодержаний) на гра­нице фаз и в ядре газового потока: <10ж = рх{х" — х)й/. Под­ставляя выражение для сЮ* в уравнение (13.32), после преобра­зований получаем

СК} = рк(Г — £) е(/, (13.33)

Где Г — энтальпия насыщенного воздуха; / — энтальпия основной массы влажного воздуха. Выполнив интегрирование по поверх­ности оросителя, запишем

Рор

(3 = ^1 (Г - /)# = Э*Д*срЛ>р. (13.34)

Поверхность фазового взаимодействия потоков в аппаратах определить практически невозможно, поэтому эмпирические уравнения, описывающие механизм массопереноса, относят к объему зоны фазового взаимодействия. Для случая ороси­телей таковым будет объем оросителя. Поскольку количество тепла, воспринятое воздухом, равно количеству тепла, потерян­ного водой, то выражение (13.34) с учетом изложенного пред­ставим в виде

<2 = ОжСрж (Л — *г) = (13.35)

Где объемный коэффициент массоотдачи определяется из уравне­ния (13.23); среднелогарифмическая разность энтальпий М. а воз­духа при противотоке (рис. 13.5)

Здесь (А — /2) — разность энтальпий насыщенного воздуха на пленке воды и в ядре воздушного потока на стороне входа воды; —*',)— разность энтальпий на выходе воды;

I! -1- »2 — 2Гт

(13.37)

Где Сп — энтальпия насыщенного воздуха при — + ^г)/2. Так

Кач линия СВ на рис. 13.5 прямая, то

М

(13.38)

12 — 11 “Ь ^ж> где X = 0„/<Зж — удельный расход воздуха, кг/кг

Объем оросителя получим из уравнения (13.35)]

^жс’рж (;1 ~ (г)

V,

XV ср

Коэффициент /Сэ определяется по графику (рис. 13.6). Площадь оросителя при заданной высоте оросителя

/,Р = Кор/Лор. (13.40)

Объемный коэффициент массоотдачи [1ХЬ рассчитывается по заданным плотности орошения ц и массовой скорости воздуха шрв, поэтому после определения площади оросителя необходимо рассчитать

°ж °в

Ц - —, ^рв = р~-

Ор ор

Пели найденные значения £/ и дорв будут отличаться от заданных при определении,0гг - больше допустимого, расчет следует повторить.

Рекомендуется выбирать относительный расход воздуха X в зависимости от температурного перепада по Боде Д/ и относи­тельной влажности воздуха на выходе из градирни <р2 (табл. 13.6).

Метод В. А. Гладкова [15.43] построен на совместном реше­нии системы уравнений:

А) баланса тепла, разрешенного относительно высоты оро­сителя,

Н°° = (13,41)

Б) массопереноса в форме

Р™ = А (1)- (13.25)

(значения коэффициентов А, т приведены в табл. 13.2 для раз­личных типов оросителей);

В) среднелогарифмической разности энтальпий

= К '2)_ (‘2 ‘О (13.36)

'| — — 8»

2.3 1н -!-- -

*2 — <1 — Ы"

Г) энтальпии воздуха на выходе из оросителя

^2= й Н ^ £/>ж! (13.38)

Д) относительного расхода воздуха

X = <3В/С? Ж. (13.42)

Решив указанную систему уравнений относительно X, авторы получили уравнение вида

= уЧх-К‘ <13'43)

ГД|.к_|:-1'-“’. „ (.н.

/IV к к-«,-му

К = 1 Ср;К(2/Г.

По уравнению (13.43) строятся графики зависимости X от У и Я (рис. 13.7—13,9) при разных т. Величина X определяется по формуле

О 2 Л р

Рис. 13.9. Зависимость X от У и Я при т = 0,7

Для X, найденного из графика зависимости от У и /?. Плот­ность орошения

(13.45)

Где

Е, = /СорАор+ 0,000025/+ 0,0002; ^2 == ?об~Н£су - ир^ир^НО, 1/-}"?водоул- Коэффициенты М, Л, опре­деляют по табл. 13.7, зависи­мость — по рис. 13.10.

Пример. Рассчитать пленочный ороситель башенной градирни при следующих исходных данных.

Рис. 13. 10. Коэффициент сопротив­ления водоулоьителя (1) и ьодораспре - делителя (2)

Плотность оро шения, <? = 8 м:,/м2 • ч:

Пронзнодительиость Сж = 32 000 кг/ч;

Высота градирнн И = 90 м;

Температура воздуха на вдохр = 26 °С;

Относительная влажность ^ = 72%;

Гсмпературч горячей воды и ~ 42,6 С;

Температура охлажденной поды ^=31,6 °С; площадь оросителя Рпр = 4000 к;2.

Энтапьпии воздуха при температуре горячей воды <р = 100 % *’| =

= 192,6 кДж/кг. Энтальпия влажного воздуха прн температуре /, = 31,6 °С я « 72 % І. — 64,1 кДж/кг. Энтальпия насыщенного воздуха прн температуре

/2 31,6 °С і2 =113,1 кДж/кг. Энтальпия влажного воздуха при выходе из

Оросителя по уравнению (13.38) при Х = 1 кг/кг

(} = 64,1 + ■ А ' * , 4,187 = 112,2 кДж/кг.

0)955 I

Э|!гальпия влажного насыщенного воздуха при средней температуре воды /ср= — 37,1 °С и? = 100 % (т = 146,5 кДж/кг,

Поправка энтальпии насыщенного воздуха 5, по формуле (13.37) Ы" = = 3,14 кДж/кг. Среднелогарифмпчеекая разность энтальпий по формуле (13.36) Д!^.. =60,17 кДж/кг.

Объемный коэффициент массоотдачи по формуле (13.23)

= 635 (^р,,)0-59 <7°’зя = 635 (2,22)‘• 8°’зя = 2287 кг/м3 • ч.

13.7. Характеристики вентиляторов

^ор

Тогда высота оросителя

_ 3,2 №7 4,187-11 = П2ПмЗ

0,96 - 2287 60,17 ’

К = -!^Р_ °Р с