ВОДОРАЗБРЫЗГИВАЮЩЕЕ СОПЛО ГРАДИРНИ
WATER SPRINKLING NOZZLE OF COOLING TOWER

Изобретение относится к теплоэнергетике и другим отраслям, использующим на своих предприятиях оборотное водоснабжение, и предназначено для разбрызгивания охлаждаемой воды в вентиляторных и башенных градирнях.
Известно водоразбрызгивающее сопло, содержащее отражатели в виде непрерывного конуса с зубьями по периферии (см. авторское свидетельство SU №313567, опубл. 1971).
Здесь зубья дробят поток воды на отдельные струи. Однако сформированный соплом поток воды обеспечивает только кольцевое орошение и не орошает зону градирни вблизи сопла.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является водоразбрызгивающее сопло градирни, содержащее входной участок, сужающийся по ходу потока воды, горловину и выходной участок, расширяющийся по ходу потока воды, причем на наружной поверхности выходного участка выполнены турбулизирующие поток воды элементы (см. патент GB №2135215, опубл. 30.08.1984).
Однако данное сопло не обеспечивает требуемую степень дисперсии истекаемого из сопла потока воды.
Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение степени дисперсности и равномерности рассеивания воды на выходе из водоразбрызгивающего сопла.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что водоразбрызгивающее сопло градирни содержит входной участок, сужающийся по ходу потока воды, горловину и выходной участок, расширяющийся по ходу потока воды, причем на наружной поверхности выходного участка выполнены турбулизирующие поток воды элементы, входной участок выполнен с цилиндрическим насадком, толщина стенки входного участка плавно уменьшается в направлении от насадка к горловине, а турбулизующие поток воды элементы выполнены в виде плоских прямоугольных выступов, расположенных параллельно оси сопла рядами по концентрическим окружностям, причем выступы второго от оси сопла ряда установлены в шахматном порядке по отношению к выступам других рядов, выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными, выступы предпоследнего ряда по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине, ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси сопла, а по краю выходного участка выполнен ряд выступов, наклоненных под тупым углом к касательной образующей поверхности выходного участка, проходящей через точку сопряжения выступа и края выходного участка.
На фиг.1 представлен вид сверху на водоразбрызгивающее сопло.
На фиг.2 представлено сечение Б-Б по фиг.1.
На фиг.3 представлен вид А по фиг.2.
На фиг.4 представлено сечение В-В по фиг.2.
На фиг.5 представлено сечение Г-Г по фиг.2.
Водоразбрызгивающее сопло градирни содержит входной участок 1, сужающийся по ходу потока воды, горловину 2 и выходной участок 3, расширяющийся по ходу потока воды.
На наружной поверхности выходного участка 3 выполнены турбулизирующие поток воды элементы 4. Входной участок 1 выполнен с цилиндрическим насадком 5, а толщина стенки входного участка 1 плавно уменьшается в направлении от насадка 5 к горловине 2.
На наружной стороне насадка 5 выполнены две лыски 6, необходимые для установки сопла с помощью гаечного ключа, а турбулизующие поток воды элементы 4 выполнены в виде плоских прямоугольных выступов, расположенных параллельно оси 7 сопла рядами по концентрическим окружностям, причем выступы второго ряда от оси 7 сопла установлены в шахматном порядке по отношению к выступам других рядов. Выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными (см. фиг.5), а выступы предпоследнего ряда (см. фиг.4) по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине. Ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси 7 сопла.
По краю выходного участка 3 выполнен ряд выступов 8, наклоненных под тупым углом к касательной образующей поверхности выходного участка 3, проходящей через точку сопряжения выступа 8 и края выходного участка 3.
В процессе работы вода из трубопровода (не показан) системы оборотного водоснабжения под заданным давлением через насадок 5 поступает во входной участок 1, где скорость потока воды увеличивается и достигает максимальной скорости в горловине 2. Часть потока воды на периферии потока набегает на турбулизующие поток воды элементы 4 и за счет этого интенсивно турбулизуется, последовательно увеличивая степень турбулентности от ряда к ряду по мере обтекания турбулизирующих поток воды элементов 4, причем за счет того, что выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными (см. фиг.5), а выступы предпоследнего ряда (см. фиг.4) по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине достигается резкое и неравномерное по высоте у V-образных вырезов изменение проходных сечений, что вызывает формирование как горизонтальных, так и вертикальных вихрей в потоке воды, что в результате позволяет получить на выходе из сопла мелкодисперсный поток воды, который затем поступает в оросители градирни. Дальнейшее увеличение турбулентности достигается за счет того, что ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси 7 сопла, что позволяет за счет обтекания верхних краев выступов формировать в потоке вертикальные вихри, что еще более увеличивает степень турбулентности потока воды.
Одновременно центральная часть потока воды, истекая из сопла вертикально вверх, рассеивается в результате взаимодействия с окружающей сопло воздушной средой и формирует мелкодисперсный поток воды в зоне, окружающей выходной участок 3 сопла. За счет того, что толщина стенки входного участка 1 плавно уменьшается в направлении от насадка 5 к горловине 2 представляется возможность использовать возникающие при обтекании потоком воды выступов перепады давления для формирования колебаний более тонких стенок сопла, которое в свою очередь позволяет усилить турбулизацию потока воды вдоль стенок и уменьшить толщину пограничного слоя воды с соответствующим увеличением дисперсности потока воды на выходе из сопла. Таким образом представляется возможным достигнуть более равномерное распределение и мелкодисперсное разбрызгивание воды по оросителю градирни, что повышает ее охлаждающую способность на величину до 20%.
Данное изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности, где используется оборотное водоснабжение с вентиляторными и башенными градирнями.