Смоченному периметру

Рассмотрим последний способ отвода сбросной теплоты — применение градирен. На рис. 8.8 изображены градирни различных типов. Для того чтобы свободно ориентироваться в литературе по данному вопросу, необходимо получить представление о некоторых специальных терминах. Интервал охлаждения, или ширина зоны охлаждения, показывает, на сколько градусов охлаждается вода по пути от входа в градирню до выхода из нее. Температура смоченного термометра — самая низкая температура, которую может иметь вода,

охлаждающаяся за счет испарения; ее опрел ляют, вращая над головой на шнуре терм метр, шарик которого обернут влажной ткань Температура смоченного термометра — это т еретический предел охлаждения, который м жет быть достигнут в градирне. Разность мея ду теоретическим пределом и действительно температурой воды, охлаждаемой в градирн называется высотой зоны охлаждения; это -степень приближения температуры воды к TCI\ пературе воздуха, измеренной смоченным те мометром. Фактическая температура охлажд; емой воды редко приближается к теоретиче< кому значению менее чем на 3°С; гораздо ч< ще эта разность составляет 4—9°С.

Все перечисленные мероприятия влияют на способность градирни охлаждать воду. Охлаждение данного количества воды от заданной температуры поступающей воды до заданной температуры выходящей воды при обусловленной температуре смоченного термометра называется эффективностью охлаждения.

Иввестио, что состояние влажного газа при данном давлении однадначно определяется его температурой t (сухого термометра) и влагосодержанием rf, или температурами сухого и смоченного термометров (t, tM), или температурой смоченного термометра и влагосодержанием (^м, d). За определяющие параметры в рас-

Охлаждение воды происходит только в том случае, если температура газа по смоченному термометру будет ниже исходной температуры воды. Как известно, выхлопные газы, имеющие температуру по сухому термометру 400— 500 "С, в то же время характеризуются температурой по смоченному термометру tu « 60 "С. При непосредственном контакте газов с водой, имеющей более высокую температуру, например tx = 85 °С, на поверхности капель и пле-кок воды в контактном аппарате вследствие испарения влаги температура понижается (по принципу смоченного термометра) до значения /„. Процесс развивается сначала в тонком поверхностном слое практически мгновенно, со скоростью распространения давления (парциального), т. е. со скоростью звука. Затем внутри капли или слоя жидкости, а также в объеме газа, окружающего каплю, в конвективный и кондуктивный тепло- и массообмен вовлекаются слои, отстоящие все дальше от поверхности термодинамического равновесия, имеющей температуру /„. За время контакта газа с жидкостью в соответствии с условиями, определяющими кинетику процесса, и балансом теплоты и массы под действием разности температур /ж — /„ жидкость охлаждается, например с 85 до 70 °С, Одновременно под действием разности температур / — /„ охлаждается газ, причем по мере движения газа его температуры t и /„ меняют свое значение: t понижается, a tM повышается вследствие насыщения газа влагой; соответственно повышается энтальпия газа. Разность энтальпии газа на входе в аппарат и на выходе из него и является тем теплосъемом, который обеспечивается в аппарате при испарительном охлаждении воды выхлопными газами.

Башенные брызгальные градирни являются одним из давно известных типов промышленных охладителей, которые строились главным образом в аварийной ситуации, при необходимости скорейшего восстановления системы оборотного водоснабжения или в случаях, когда технологический процесс не требовал больших перепадов температур горячей t\ и охлажденной ti воды или значительного приближения tz к температуре смоченного термометра [10], т. е. башенные брызгальные градирни применялись весьма редко, когда использование других, более эффективных промышленных охладителей (башенных пленочных градирен, водохранилищ-охладителей) было менее приемлемо по технико-экономическим соображениям. Охлаждение циркуляционной воды в брызгальных градирнях определяли по номограмме для капельной градирни (градирни с худшими показателями, чем пленочные) и прибавляли к температуре охлажденной воды 4° С [33]. Следовательно, эффективность этого типа охладителя была весьма низка.

Охлаждающая способность брызгальных устройств или их систем характеризуется значением средней температуры tcp = — (^1 + ^)/2. Параметры воздуха, как правило, не связаны с нагревом и увлажнением воздуха по мере его проникновения в область капельного потока (рис. 1.5). Исключение составляет комплекс SER, куда входит температура смоченного термометра выходящего из бассейна воздуха, но, как показывает опыт, определить эту температуру в натурных условиях с достаточной точностью маловероятно. Таким образом, во всех безразмерных комплексах теплоотдача с капельной водной поверхности не связана в полной мере с тепловыми характеристиками воздушного потока в области брызгального бассейна, что обусловливает труднооценимую погрешность значений отмеченных комплексов при оценке с их помощью работы различного рода охладителей.

Температура смоченного термометра (наружный воздух), "С.............'.....15,8

Температура смоченного термометра (выходящий воздух), °С..................28,4

1. Общее количество охлаждаемой воды Оч"= — 6 000м'"1час. Площадь оросительного устройства градирни Т7,, —2000 л«2. Перепад температур Д?= 10° С, Температура смоченного термометра т—12° С.

Темпера/яурр смоченного термометра Т

хар-ка поперечного сечения потока жидкости, выражаемая отношением площади этого сечения к его т. н. смоченному периметру (т. е. к той части периметра, по к-рой происходит соприкосновение потока с твёрдыми стенками). Г. р. широко используют в гидравлич. расчётах.

Живым течением называется поверхность внутри потока, нормальная в каждой точке к соответствующей линии тока. Часть периметра живого сечения, соприкасающаяся с твердыми стенками, называется смоченным периметром. Отношение площади живого сечения S к смоченному периметру П называется гидравлическим радиусом:

В опытах по определению критического расхода жидкой пленки, при котором образовывались сухие пятна на поверхности стенки, соблюдалась следующая последовательность действий. В канале устанавливался расход воды и воздуха, при котором вся поверхность нижней стенки канала была полностью покрыта пленкой жидкости. Затем при постоянной скорости воздуха уменьшали расход воды до момента образования минимального стабильного сухого пятна; Этот расход воды определялся как критический (7кр (расход, отнесенный к смоченному периметру).

характерная скорость (для трубопроводов — средняя скорость), d — характерный размер (для трубопроводов — диаметр) и v — кинематический коэфициент вязкости. Для потоков некруглого сечения диаметр заменяется учетверённым гидравлическим радиусом. Гидравлическим радиусом называется отношение площади сечения потока к смоченному периметру. В США при расчёте нефтепроводов вместо Re употребляют американский вихревой фак-

Эквивалентный диаметр по полному смоченному периметру

1000 кг/л*3; R — гидравлический радиус живого сечения канала, равный отношению площади поперечного сечения потока к смоченному периметру, м.

где А — относительная шероховатость; Ra — гидравлический радиус, определяемый из отношения площади живого сечения со к смоченному периметру %:

если с?э определять по всему смоченному периметру (гидравлическому диаметру) , что, по нашему мнению, более логично применительно к рассматриваемому случаю.

диаметр сопла форсунки dc; скорость W и вязкость v топлива, наиболее существенно 'влияющие на качество распыливания [6, 7]. Для штифтовых форсунок вместо диаметра сопла в критерий Re входит эквивалентный диаметр, равный отношению площади кольцевого проходного сечения у распылителя к смоченному периметру, а для центробежных — толщина топливной пленки.

Для выражения закона течения жидкости в безразмерной форме введем понятие «гидравлический радиус», под которым для кольцевой щели будем понимать отношение удвоенной площади поперечного сечения потока к смоченному периметру. Для кольцевых щелей в этом случае гидравлический радиус равен ширине щели (номинальной величине зазора) s.

где G0 — масса отливки, кг; В — ширина полуформ, м; AYM — изменение плотности заливаемого металла при охлаждении потока, кг/м8; Z — текущая координата (по высоте) головной части потока, м; Rc — текущий радиус серединной части отливки, м; S — текущая площадь технологических приливов по бокам отливки (по смоченному периметру), м2; рс — приведенная толщина стенки отливки, мм.