Приближенные методы расчета пленочных оросителей
Для экспресс-расчетов в инженерной практике. эффективно используются приближенные методы. Целесообразно остановиться на двух наиболее распространенных методах приближенного расчета оросителей башенных и вентиляторных градирен.
Метод Л. Д. Бермана (7) исходит из балансовых соотношений в бесконечно малом элементе объема пленки жидкости. Количество тепла, отданное с поверхности элемента жидкости, можно представить в виде
Л? = т. (// — Г)(Юж + Срж/^0ж> (13.3])
Или сЮ. = а (/, — 0) й?/ + / „ЛЗж, (13.32)
Т. е. как сумму количеств тепла, перенесенных конвекцией и испарением количества жидкости йЮж. Перенос массы вещества - пропорционален разности концентраций (паросодержаний) на границе фаз и в ядре газового потока: <10ж = рх{х" — х)й/. Подставляя выражение для сЮ* в уравнение (13.32), после преобразований получаем
СК} = рк(Г — £) е(/, (13.33)
Где Г — энтальпия насыщенного воздуха; / — энтальпия основной массы влажного воздуха. Выполнив интегрирование по поверхности оросителя, запишем
Рор
(3 = ^1 (Г - /)# = Э*Д*срЛ>р. (13.34)
Поверхность фазового взаимодействия потоков в аппаратах определить практически невозможно, поэтому эмпирические уравнения, описывающие механизм массопереноса, относят к объему зоны фазового взаимодействия. Для случая оросителей таковым будет объем оросителя. Поскольку количество тепла, воспринятое воздухом, равно количеству тепла, потерянного водой, то выражение (13.34) с учетом изложенного представим в виде
<2 = ОжСрж (Л — *г) = (13.35)
Где объемный коэффициент массоотдачи определяется из уравнения (13.23); среднелогарифмическая разность энтальпий М. а воздуха при противотоке (рис. 13.5)
Здесь (А — /2) — разность энтальпий насыщенного воздуха на пленке воды и в ядре воздушного потока на стороне входа воды; —*',)— разность энтальпий на выходе воды;
I! -1- »2 — 2Гт
(13.37)
Где Сп — энтальпия насыщенного воздуха при — + ^г)/2. Так
Кач линия СВ на рис. 13.5 прямая, то
(13.38)
Рис. 13.5. Диаграмма охлаждения воды Рис. 13.6. Поправочный коэффициент К |
12 — 11 “Ь ^ж> где X = 0„/<Зж — удельный расход воздуха, кг/кг
N |
|||
К 0,91 0,96 0,93 0,91 |
10 |
20 30 |
40 ф |
Объем оросителя получим из уравнения (13.35)]
^жс’рж (;1 ~ (г)
(13.39) |
Ор |
XV ср
Коэффициент /Сэ определяется по графику (рис. 13.6). Площадь оросителя при заданной высоте оросителя
/,Р = Кор/Лор. (13.40)
Объемный коэффициент массоотдачи [1ХЬ рассчитывается по заданным плотности орошения ц и массовой скорости воздуха шрв, поэтому после определения площади оросителя необходимо рассчитать
°ж °в
Ц - —, ^рв = р~-
Ор ор
Пели найденные значения £/ и дорв будут отличаться от заданных при определении,0гг - больше допустимого, расчет следует повторить.
Рекомендуется выбирать относительный расход воздуха X в зависимости от температурного перепада по Боде Д/ и относительной влажности воздуха на выходе из градирни <р2 (табл. 13.6).
92 |
|||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
1,0 |
0,3—0,7 |
0.6—1.0 |
1,1-1,5 |
1,8—2.2 |
2.6—3,0 |
0.9 |
0,6—1,0 |
1,0—1,3 |
1,9—2,3 |
2,7—3,1 |
3,7—4,0 |
0.8 |
1,0—1,5 |
2,0—2,5 |
3,2—3,5 |
4,4—4.6 |
6,0—6,2 |
0,7 |
2,2—2,9 |
4,5—5,1 |
7,1-7.6 |
9.4—9.6 |
12,2—12.4 |
Метод В. А. Гладкова [15.43] построен на совместном решении системы уравнений:
А) баланса тепла, разрешенного относительно высоты оросителя,
Н°° = (13,41)
Б) массопереноса в форме
Р™ = А (1)- (13.25)
(значения коэффициентов А, т приведены в табл. 13.2 для различных типов оросителей);
В) среднелогарифмической разности энтальпий
= К '2)_ (‘2 ‘О (13.36)
'| — — 8»
2.3 1н -!-- -
*2 — <1 — Ы"
Г) энтальпии воздуха на выходе из оросителя
^2= й Н ^ £/>ж! (13.38)
Д) относительного расхода воздуха
X = <3В/С? Ж. (13.42)
Решив указанную систему уравнений относительно X, авторы получили уравнение вида
= уЧх-К‘ <13'43)
ГД|.к_|:-1'-“’. „ (.н.
К = 1 Ср;К(2/Г.
По уравнению (13.43) строятся графики зависимости X от У и Я (рис. 13.7—13,9) при разных т. Величина X определяется по формуле
Рис. 13.7 Зависимость X от У и ^ при пг = 0,4 |
Рис. 13,8. Зависимость К от У и Я при т = 0,6 |
О 2 Л р
Рис. 13.9. Зависимость X от У и Я при т = 0,7
Для X, найденного из графика зависимости от У и /?. Плотность орошения
Где
М |
1.2 Р, ’ |
°р. |
Х2£, 2рГ |
А* — |
Р? |
И - ор I ^2 Л 2 ^2р2 Г2)' Св - |
|
|
|
|
|
|
Плотность оро шения, <? = 8 м:,/м2 • ч:
Пронзнодительиость Сж = 32 000 кг/ч;
Высота градирнн И = 90 м;
Температура воздуха на вдохр = 26 °С;
Относительная влажность ^ = 72%;
Гсмпературч горячей воды и ~ 42,6 С;
Температура охлажденной поды ^=31,6 °С; площадь оросителя Рпр = 4000 к;2.
Энтапьпии воздуха при температуре горячей воды <р = 100 % *’| =
= 192,6 кДж/кг. Энтальпия влажного воздуха прн температуре /, = 31,6 °С я « 72 % І. — 64,1 кДж/кг. Энтальпия насыщенного воздуха прн температуре
/2 31,6 °С і2 =113,1 кДж/кг. Энтальпия влажного воздуха при выходе из
Оросителя по уравнению (13.38) при Х = 1 кг/кг
(} = 64,1 + ■ А ' * , 4,187 = 112,2 кДж/кг.
0)955 I
Э|!гальпия влажного насыщенного воздуха при средней температуре воды /ср= — 37,1 °С и? = 100 % (т = 146,5 кДж/кг,
Поправка энтальпии насыщенного воздуха 5, по формуле (13.37) Ы" = = 3,14 кДж/кг. Среднелогарифмпчеекая разность энтальпий по формуле (13.36) Д!^.. =60,17 кДж/кг.
Объемный коэффициент массоотдачи по формуле (13.23)
= 635 (^р,,)0-59 <7°’зя = 635 (2,22)‘• 8°’зя = 2287 кг/м3 • ч.
13.7. Характеристики вентиляторов
Тип Вентилятора |
Частота пращеШТя мин-1 |
Мощность двигателя, к Вт |
Угол уста- Н01ЖИ Лопаете й. град |
X • 101* |
10* |
<*в |
ІВГ25 |
380 |
10 |
12 |
—3)7.4* |
—2* 54 |
16.74 |
380 |
10 |
16 |
—436.2 |
И 9 |
19,15 |
|
350 |
10 |
20 |
—476,0 |
61,9 |
14.7 |
|
; вг5о |
17Ї! |
32 |
12 |
ЫУ.6 |
155,1 |
-15.507 |
178 |
32 |
15 |
— 152.7 |
124,5 |
-9,05 |
|
178 |
32 |
20 |
169.3 |
157,3 |
—17,9 |
|
2ВГ70 |
_ |
12 * |
—43.3 |
75,2 |
- 16,5 |
|
— |
— |
13 |
—23.6 |
38,7 |
2,01 |
|
— |
— |
20 |
—20,' |
43,0 |
-2,1 |
|
«Нема* |
||||||
С нижним |
•Я |
250 |
25 |
-1,74 |
5,78 |
12,6 |
ПР'ПОДОМ |
||||||
1ВҐ10.1 |
11» |
10 |
—2,21 |
0.81 |
22.0 |
|
118 |
____ |
15 |
-1,45 |
0,26 |
26,07 |
|
118 |
..____ |
20 |
-0,4 |
—1,26 |
31,6 |
|
118 |
— |
25 |
—Г',63 |
—1.36 |
32,6 |
^ор
Тогда высота оросителя
_ 3,2 №7 4,187-11 = П2ПмЗ
0,96 - 2287 60,17 ’
11 213 4000 |
: З М. |
|
||