ТРУБА ПОЛИМЕРНАЯ ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ
POLYMER PIPE OF COOLING TOWER SPRINKLER

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 ряды выступов, причем каждый выступ расположен под углом к поперечному сечению трубы, (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 труба полимерная оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки и выполненная в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, причем на стенках трубы выполнены ряды наклонных выступов, каждый выступ расположен под равным углом к поперечному сечению трубы, а прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами, в продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми гофрами равной ширины на секции, при этом гофры выполнены с наклоненными под тупым углом к поверхности трубы боковыми стенками и плоской вершиной вдоль боковых стенок трубы, на которой выполнены четыре наклонных выступа с плоским верхом, вертикальной плоской боковой стенкой и закругленными торцевыми стенками, причем наклонные выступы расположены на равном расстоянии относительно друг друга и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 30° до 40°, а гофры соединены между собой косыми выступами, высота которых равна высоте поперечных выпуклых гофров, причем косые выступы выполнены с плоской вершиной, вертикальными боковыми стенками и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 50° до 70°
Анализ работы труб полимерных 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 труб полимерных с однотипными вертикальными каналами, имеющими в поперечном сечении форму прямоугольника или квадрата с закругленными углами, в продольном направлении разделенных поперечными выпуклыми гофрами равной ширины на секции с выполнением гофр с наклоненными под тупым углом к поверхности трубы боковыми стенками и плоской вершиной вдоль боковых стенок трубы, на которой выполнены четыре наклонных выступа с плоским верхом, вертикальной плоской боковой стенкой и закругленными торцевыми стенками, при одновременно расположении наклонных выступов на равном расстоянии относительно друг друга и выполнении их с наклоном к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 30° до 40°, а также соединении гофр между собой косыми выступами, высота которых равна высоте поперечных выпуклых гофров, при выполнении косых выступов с плоской вершиной, вертикальными боковыми стенками и наклоне к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом от 50° до 70°, 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 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 фиг.1 представлен вид сбоку на трубу полимерную оросителя градирни.
На фиг.2 представлена фотография фрагмента разреза трубы полимерной оросителя градирни, вид изнутри.
Труба полимерная оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки 1 и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата. На стенках 1 трубы выполнены ряды наклонных выступов 2, расположенных под углом к поперечному сечению трубы. Прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами. В продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми гофрами 3 равной ширины на секции. Гофры 3 выполнены с наклоненными под тупым углом к поверхности трубы боковыми стенками 4 и плоской вершиной 5 вдоль боковых стенок трубы. На каждой плоской вершине 5 выполнены по четыре наклонных выступа 2 с плоским верхом, вертикальной плоской боковой стенкой и закругленными торцевыми стенками. Наклонные выступы 2 расположены на равном расстоянии относительно друг друга и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом α от 30° до 40°. Поперечные выпуклые гофры 3 соединены между собой косыми выступами 6, высота которых равна высоте поперечных выпуклых гофров 3, причем косые выступы 6 выполнены с плоской вершиной, вертикальными боковыми стенками и наклонены к горизонтали при вертикальном положении трубы под углом β от 50° до 70°
Блок оросителя, собранный их описанных выше труб полимерных, 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 наклонными выступами 2 и косыми выступами 6 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.