Форсунки и форсуночные камеры

Тепло - и влагообмен между воздухом и водой происходит более интенсивно в том случае, когда воздух соприкасается не с плоской поверхностью воды, а с мелкими каплями. Объясняется это тем, что при разбрызгивании воды достигается весьма развитая её поверхность, вступающая в контакт с воздухом. Так, при диаметре капелек 0,1 мм общая поверхность 1 л воды составляет 60 м² . Кроме того, разность парциальных давлений у выпуклой поверхности капли больше, чем у плоской, вследствие чего интенсивность влагообмена увеличивается.

Разбрызгивание воды обычно производится специальными форсунками, конструкции которых весьма разнообразны. По общим конструктивным признакам форсунки подразделяют на прямоточные, с осевым входом (тип П), и угловые, с тангенциальным входом воды (тип У).

К основным типам форсунок отечественного производства относятся следующие:

1) прямоточная типа П-1 системы Григорьева – Поляка;

2) прямоточная типа П-2;

3) прямоточная типа П-3;

4) угловая типа У-1.

Все эти типы форсунок являются форсунами одностороннего распыления.

За рубежом применяют центробежные форсунки двустороннего распыления.

Не производя подробного описания устройства форсунок, кратко рассмотрим принцип распыления воды.

Раздробление воды, выходящей из отверстия форсунки, достигается за счёт сообщения воде одновременно поступательного и вращательного движений. Последнее обеспечивается с помощью различного рода направляющих грибков, втулок (в форсунках типа П – 2), направляющих двухходовых винтов ( в форсунках типа П – 3), а также специальных камер с тангенциальным подводом в них воды ( в форсунках типа У) и т.д.

Для изготовления форсунок применяют весьма разнообразные материалы: медь, бронзу, латунь, пластмассы и т.п. За рубежом форсунки изготавливают также из керамических материалов. Выходные отверстия форсунок того или иного типа делают различными, причем диаметры этих отверстий бывают от 1,5 до 6,0 мм.

Величина диаметра выходного отверстия влияет на тонкость распыла. Чем меньше диаметр отверстия, тем больше тонкость распыла. Однако следует иметь в виду, что отверстия диаметром менее 3,0 мм часто засоряются.

По тонкости распыла различают три категории распыления: тонкое, среднее и грубое.. Имеющийся по этому вопросу экспериментальный материал позволяет приближенно считать, что тонкое распыление дают форсунки типа У-1 с диаметром выходного отверстия до 2,0 мм, типа У-2 с диаметром 3,4 мм, типа У-3 с диаметром 2,3 мм, П-1 и П-2 с диаметром выхода до 2,5 мм при давлении воды 2,5 ати и выше.

Средний распыл обеспечивают форсунки с диаметром выхода 3,0 мм при давлении воды около 2,0 ати. Грубый распыл дают форсунки с диаметром выходного отверстия от 4 до 6 мм при давлении воды от 0,5 до 1,8 ати.

В текстильной промышленности в виду наличия волокнистой пыли в рециркулирующей воде во всех случаях требуется более тщательная двухступенчатая очистка воды. Поэтому в указанных условия можно применять форсунки как грубого, так и тонкого распыла. Производительность форсунок, как показали экспериментальные исследования, зависит от диаметра выходного отверстия, давления воды перед форсункой и её типа.

Корпус камеры орошения (форсуночной камеры) обычно имеет прямоугольное сечение (по ходу воздуха), по которому воздух может проходить в вертикальном или горизонтальном направлении; в зависимости от этого различают вертикальные и горизонтальные камеры. Более распространены горизонтальные камеры.

Корпус оросительной камеры состоит из двух боковых вертикальных стенок, перекрытия и поддона, находящегося в нижней его части. Материалом для изготовления корпуса могут служить листовая сталь или монолитный железобетон. Железобетонные корпуса обычно делают при сечении оросительной камеры, превышающих 4∙3 м.

Металлические камеры с внешней стороны следует покрывать тепловой изоляцией при толщине последней, соответствующей коэффициенту теплопередачи до 4 Вт/м²К .

Поверхность изоляции в целях защиты от механических воздействий покрывают цементной штукатуркой по металлической сетке. Стенки и поддон металлических камер с внутренней стороны в целях защиты их от коррозии окрашивают свинцовым суриком на олифе, а с внешней стороны – масляной краской.

Стенки и поддон железобетонных оросительных камер покрывают гидроизоляцией и обкладывают метлахскими плитками. Внутри камера орошения должна быть оборудована электрическим освещением в герметичной арматуре. Для доступа внутрь камеры орошения в одной их боковых стенок предусматривается устройство остеклённого люка.

Поддон относится к так называемым глубоким поддонам, которые одновременно выполняют функции резервуара запасной ёмкости воды, обеспечивающего плавную работу насосов.

Помимо глубоких поддонов, изготовляют также мелкие, в которых вода не задерживается и стекает в приемные баки в ёмкие гравийные или коксовые фильтры для воды. Однако следует указать, что современные кондиционеры в большинстве случаев не имеют коксовых или гравийных фильтров, и поэтому мелкие поддоны встречаются крайне редко.

Поддоны, как правило, изготавливают из листовой стали толщиной 3-4 мм и снабжают ребрами жесткости. В целях обеспечения доступа при обслуживании поддон устанавливают на 400-500 мм выше уровня пола.

Рис. 1 Принципиальная схема оросительной камеры.

1- воздухораспределитель; 2 – стояки с форсунками; 3 – каплеуловитель; 4 – поддон;

5 – регулирующий клапан; 6 – циркуляционный насос; 7 – переливное устройство;

8 – шаровой клапан; 9 фильтр для воды

.
Сепараторы.

Сепараторы предназначены для улавливания капелек воды, увлекаемых воздухом из оросительной камеры. Первый сепаратор (по ходу воздуха), выполняя указанное назначение, вместе с тем может рассматриваться в качестве распределительной решётки, выравнивающей поток воздуха по сечению камеры. Второй сепаратор (по ходу воздуха) предназначен только для улавливания капелек воды увлекаемых потоком воздуха, выходящего из камеры орошения.

В целях более эффективного улавливания капелек воды из воздуха сепараторы на выходе из камеры применяют более широкие и с большим числом оборотов. Сепараторы обычно изготовляют из оцинкованной или нержавеющей листовой стали.

Выше было сказано, что в некоторых случаях вторые по ходу воздуха сепараторы при работе камер на охлаждение и осушение дополнительно орошают с помощью специальных форсунок. Это орошение имеет цель устранить дополнительное увлажнение воздуха, проходящего через сепаратор. Непрерывное орошение сепаратора холодной водой смывает со стенок сепаратора осевшие капли воды, которые вследствие более высокой температуры по сравнению с температурой основной массы воды являются причиной нежелательного доувлажнения воздуха. Расход воды на орошение сепаратора принимают от 1000 до 2000 л/ч на 1 м его ширины (или ширины камеры орошения), но не менее 600 л/ч на 1м² поперечного сечения камеры. Непрерывное орошение сепаратора холодной водой позволяет рассматривать его поверхность (при охлаждении и осушении) как дополнительную поверхность тепло - и влагообмена.