Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНАЯ ТРУБА ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.

Известны трубы оросителя градирни, выполненные из полимерного материала, имеющие форму шестигранника и выполненные с продольными пазами на гранях и отверстиями на гранях и/или ребрах, расположенными в шахматном порядке, при этом по длине трубы имеют разное поперечное сечение, профиль трубы в наибольшем поперечном сечении выполнен ровным, а в наименьшем сечении - с выступами на гранях (см. патент RU на полезную модель № 28766, кл. F28F 25/08, 10.04.2003).

Данные трубы оросителя позволяют собирать достаточно эффективные и водостойкие оросители. Однако оросители из этих труб имеют сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление, и кроме того, недостатком этих труб оросителей является сложность сборки блока в процессе его изготовления.

Известны трубы блока оросителя градирни, выполненные из полимерного материала с цилиндрическим поперечным сечением и гофрированными стенками (см. авторское свидетельство SU 1359634, кл. F28F 25/08, 15.12.1987).

Недостатками оросителя с такими трубами являются недостаточная жесткость конструкции оросителя, сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление и невысокая эффективность тепломассообмена.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является полимерная труба оросителя градирни, содержащая плоские сплошные стенки и выполненная в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, на стенках трубы выполнены последовательно чередующиеся ряды выступов или впадин, причем каждый выступ или впадина расположены под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45° (см.патент RU №2309356, кл. F28F 25/08, 27.10.2007).

Описанное выше выполнение полимерной трубы блока оросителя градирни позволило повысить жесткость конструкции и упростить сборку блока оросителя. Однако эффективность теплообмена недостаточно высока, что связано с недостаточно высокой турбулизацией потока охлаждающего воздуха.

Задачей изобретения является упрощение конструкции полимерной трубы оросителя, снижение материалоемкости и более равномерное распределение потоков воды по сечению блока оросителя градирни собранного из этих труб.

Техническим результатом, достигаемым от использования изобретения, является повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни, собранного из этих труб.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что полимерная труба оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, на стенках трубы выполнены последовательно чередующиеся ряды выступов или впадин, причем каждый выступ или впадина расположены под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°, прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами, в продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми узкими и широкими гофрами на секции, при этом узкие и широкие поперечные гофры поочередно чередуются, в каждой секции выполнены или, по крайней мере один ряд выступов или, по крайней мере, один ряд впадин, причем выступы выполнены в два раза шире впадин, а вдоль трубы выполнено последовательно одна секция с выступами, две секции с впадинами, две секции с выступами и одна секция с впадинами.

Анализ работы полимерных труб в составе оросителей показал, что конструкцию оросителя можно упростить при одновременном увеличении жесткости конструкции за счет выполнения оросителя из однотипных гофрированных труб с прямоугольным или квадратным поперечным сечением с закругленными углами в поперечном сечении, которые практически полностью перекрывают поперечное сечение градирни. При сборке блока оросителя не требуется специальная подгонка труб друг к другу. Блок оросителя легко и быстро собирается на месте монтажа градирни. Выполнение оросителя из полимерных труб с однотипными вертикальными каналами, имеющими в поперечном сечении форму прямоугольника или квадрата с закругленными углами и в продольном направлении разделенными поперечными выпуклыми узкими и широкими гофрами на секции, при этом узкие и широкие поперечные гофры поочередно чередуются, в каждой секции выполнены или, по крайней мере один ряд выступов или, по крайней мере, один ряд впадин, причем выступы выполнены в два раза шире впадин, а вдоль трубы выполнено последовательно одна секция с выступами, две секции с впадинами, две секции с выступами и одна секция с впадинами, позволяет с одной стороны снизить аэродинамическое сопротивление и создать из тонкостенных труб жесткую конструкцию блока оросителя, обеспечивая при этом высокую эффективность тепломассообмена. В результате взаимодействия с выступами и впадинами поток воздуха как внутри труб, так и со стороны их внешней поверхности закручивается. Падающие сверху капли воды, попадая в закрученный поток воздуха, отбрасываются на стенки каналов, образованных полимерными трубами и стекают по ним в виде пленки, что и позволяет добиться высокой эффективности теплообмена.

На фотографии представлен внешний вид полимерной трубы оросителя градирни.

Полимерная труба оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки 1 и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата. На стенках 1 трубы выполнены последовательно чередующиеся ряды выступов 2 или впадин 3, причем каждый выступ 2 или впадина 3 расположены под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°. Прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами 4. В продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми узкими 5 и широкими 6 гофрами на секции. Узкие и широкие поперечные гофры 5 и 6 поочередно чередуются. В каждой секции выполнены или, по крайней мере один ряд выступов 2 или, по крайней мере, один ряд впадин 3, причем выступы 2 выполнены в два раза шире впадин 3. Вдоль трубы выполнено последовательно одна секция с выступами 2, две секции с впадинами 3, две секции с выступами 2 и одна секция с впадинами 3.

Блок оросителя, собранный их описанных выше полимерных труб, может быть установлен как в башенных, так и в вентиляторных градирнях, при этом охлаждающий воздух поступает из нижней части градирни за счет естественной тяги в башенных градирнях и принудительного движения в вентиляторных градирнях. Охлаждаемую воду сверху от блока оросителя равномерно разбрызгивают по площади, образованной полимерными трубами блока оросителя. В оросителе тепломассообмен происходит между движущимися в противотоке каплями воды и воздуха, а также на поверхности каналов, образованных полимерными трубами. Капли воды после контакта со стенками каналов образуют на поверхности каналов стекающую вниз пленку воды, причем в результате взаимодействия с выступами 2 и впадинами 3 поток воздуха закручивается, что позволяет направлять падающие капли воды в направлении стенок 1 полимерных труб. Таким образом, основная масса воздуха движется в центральной части каналов, образованных полимерными трубами блока оросителя градирни, а жидкость в результате взаимодействия с закрученным потоком воздуха и стенками каналов осаждается на стенках каналов и движется по стенкам каналов в виде пленки.

Данное изобретение может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.