RU2491488C2 - Polymer pipe of cooling tower sprinkler - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: polymer pipe of a cooling tower sprinkler comprises flat solid walls and is made in the cross section as a rectangle or a square, besides, on pipe walls there are rows of ledges, and each ledge is arranged at the angle to the cross section of the pipe from 30° to 45°, at the same time the pipe that is rectangular or square in the cross section is made with rounded angles, in the longitudinal direction the polymer pipe is separated with transverse convex corrugations of even width into sections, sections serially alternate into sections with ledges and sections with flat walls, height of ledges is equal to the height of transverse convex corrugations.

EFFECT: increased intensity of heat and mass exchange with increased reliability of operation of a cooling tower sprinkler assembled from these pipes.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами.The invention relates to the field of recycled water supply, and in particular to the structural elements of cooling towers and other apparatus for heat and mass transfer between liquid and gaseous media.

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).Known pipes of the cooling tower sprinkler made of a polymeric material, having the shape of a hexagon and made with longitudinal grooves on the faces and holes on the faces and / or ribs located in a checkerboard pattern, while the length of the pipe has a different cross section, the pipe profile in the largest cross section made even, and in the smallest section - with protrusions on the edges (see RU patent for utility model No. 28766, class F28F 25/08, 04/10/2003).

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.These irrigation pipes allow you to collect quite effective and waterproof sprinklers. However, the sprinklers from these pipes have a relatively high aerodynamic drag, and in addition, the disadvantage of these sprinkler pipes is the difficulty of assembling the unit during its manufacture.

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).Known pipes of the cooling tower sprinkler block made of a polymer material with a cylindrical cross section and corrugated walls (see copyright certificate SU. 1359634, class F28F 25/08, 12/15/1987).

Недостатками оросителя с такими трубами являются недостаточная жесткость конструкции оросителя, сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление и невысокая эффективность тепломассообмена.The disadvantages of the sprinkler with such pipes are the insufficient rigidity of the sprinkler design, the relatively high aerodynamic drag and low heat and mass transfer efficiency.

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).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a polymer pipe of the cooling tower sprinkler containing flat solid walls and made in the cross section in the form of a rectangle or square, successively alternating rows of protrusions or depressions are made on the pipe walls, with each protrusion or depression located at an angle to the pipe cross-section from 30 ° to 45 ° (see patent RU No. 2309356, class F28F 25/08, 10.27.2007).

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.The implementation of the polymer pipe of the cooling tower sprinkler block described above made it possible to increase the rigidity of the structure and simplify the assembly of the sprinkler block. However, the heat transfer efficiency is not high enough, which is associated with insufficiently high turbulization of the flow of cooling air.

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.The objective of the invention is to simplify the design of the polymer pipe irrigation, reducing material consumption and a more uniform distribution of water flows over the cross section of the irrigation unit of the tower collected from these pipes.

Техническим результатом, достигаемым от использования изобретения, является повышение интенсивности тепломассообмена при повышении надежности работы оросителя градирни, собранного из этих труб.The technical result achieved by the use of the invention is to increase the intensity of heat and mass transfer while increasing the reliability of the sprinkler of the cooling tower assembled from these pipes.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что труба полимерная оросителя градирни содержит плоские сплошные стенки и выполнена в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, на стенках трубы выполнены ряды выступов, причем каждый выступ расположен под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°, причем 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 секции последовательно чередуются на секции с выступами и секции с плоскими стенками, высота выступов равна высоте поперечных выпуклых гофров.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the polymer pipe of the cooling tower sprinkler contains flat solid walls and is made in cross section in the form of a rectangle or square, rows of protrusions are made on the walls of the pipe, each protrusion is located at an angle to the pipe cross section from 30 ° to 45 °, moreover, a pipe rectangular or square in cross section is made with rounded corners, in the longitudinal direction the polymer pipe is divided by transverse convex corrugations of equal width into sections, with sections successively alternating into sections with protrusions and sections with flat walls, the height of the protrusions is equal to the height of the transverse convex corrugations.

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, в продольном направлении разделенными поперечными выпуклыми гофрами равной ширины на секции, при этом секции последовательно чередуются на секции с выступами и секции с плоскими стенками, а высота выступов равна высоте поперечных выпуклых гофров, 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.An analysis of the operation of polymer pipes in the composition of the sprinklers showed that the sprinkler design can be simplified while increasing the rigidity of the structure due to the sprinkler being made of the same type of corrugated pipes with rectangular or square cross-section with rounded corners in the cross section that almost completely cover the cross section of the tower. When assembling the sprinkler block, special adjustment of the pipes to each other is not required. The sprinkler unit is easily and quickly assembled at the installation site of the tower. The implementation of the sprinkler of polymer pipes with the same vertical channels, having a cross-section in the form of a rectangle or square with rounded corners, in the longitudinal direction separated by transverse convex corrugations of equal width into sections, while the sections are sequentially alternated into sections with protrusions and sections with flat walls, and the height of the protrusions is equal to the height of the transverse convex corrugations, it allows on the one hand to reduce aerodynamic drag and create a rigid block structure o from thin-walled pipes ositelya, while providing a high efficiency heat and mass transfer. As a result of interaction with the protrusions, the air flow both inside the pipes and from the side of their outer surface is twisted. Drops of water falling from above, falling into a swirling stream of air, are thrown onto the walls of the channels formed by polymer pipes and flow down them in the form of a film, which makes it possible to achieve high heat transfer efficiency.

На чертеже представлен внешний вид трубы полимерной оросителя градирни.The drawing shows the appearance of the pipe polymer sprinkler cooling tower.

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 выступов 2, причем каждый выступ 2 расположен под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°. Прямоугольная или квадратная в поперечном сечении труба выполнена с закругленными углами 3. В продольном направлении полимерная труба разделена поперечными выпуклыми гофрами 4 равной ширины на секции, при этом секции последовательно чередуются на секции 5 с выступами 2 и секции 6 с плоскими стенками 7, а высота выступов 2 равна высоте поперечных выпуклых гофров 4.The polymer pipe of the cooling tower irrigation contains flat solid walls 1 and is made in cross section in the form of a rectangle or square. On the walls 1 of the pipe, rows of protrusions 2 are made, with each protrusion 2 located at an angle to the cross section of the pipe from 30 ° to 45 °. The pipe, rectangular or square in cross section, is made with rounded corners 3. In the longitudinal direction, the polymer pipe is divided by transverse convex corrugations 4 of equal width into sections, while the sections are sequentially alternated into sections 5 with protrusions 2 and sections 6 with flat walls 7, and the height of the protrusions 2 is equal to the height of the transverse convex corrugations 4.

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 выступами 2 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.The sprinkler unit, assembled from the polymer pipes described above, can be installed in both tower and fan cooling towers, while cooling air comes from the lower part of the tower due to natural draft in the tower cooling towers and forced movement in the fan cooling towers. Cooled water on top of the sprinkler block is uniformly sprayed over the area formed by the polymer pipes of the sprinkler block. In the sprinkler, heat and mass transfer occurs between drops of water and air moving in countercurrent, as well as on the surface of channels formed by polymer pipes. Water drops after contact with the walls of the channels form a water film flowing down on the surface of the channels, and as a result of interaction with the protrusions 2, the air flow swirls, which makes it possible to direct the falling water drops in the direction of the walls 1 of the polymer pipes. Thus, the bulk of the air moves in the central part of the channels formed by the polymer pipes of the cooling tower sprinkler block, and the liquid, as a result of interaction with the swirling air flow and the channel walls, is deposited on the channel walls and moves along the channel walls in the form of a film.

Данное изобретение может быть использовано в устройствах для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.The present invention can be used in devices for cooling water in water circulating systems of industrial enterprises with direct contact of the cooled water and its cooling air.

Claims (1)

Труба полимерная оросителя градирни, содержащая плоские сплошные стенки и выполненная в поперечном сечении в виде прямоугольника или квадрата, причем на стенках трубы выполнены ряды выступов, а каждый выступ расположен под углом к поперечному сечению трубы от 30° до 45°, отличающаяся тем, что 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 секции последовательно чередуются на секции с выступами и секции с плоскими стенками, высота выступов равна высоте поперечных выпуклых гофров. The polymer pipe of the cooling tower’s sprinkler, containing flat solid walls and made in the cross section in the form of a rectangle or square, with rows of protrusions made on the walls of the pipe, and each protrusion located at an angle to the pipe cross section from 30 ° to 45 °, characterized in that it is rectangular or a square pipe in the cross section is made with rounded corners, in the longitudinal direction the polymer pipe is divided by transverse convex corrugations of equal width into sections, while the sections are sequentially alternated into sections and with protrusions and the section with flat walls, the height of the projections is equal to a height of convex transverse corrugations.