Теплообмен в испарительных охладителях

ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. СИСТЕМА ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

Классификация

Использование воды в охлаждении в промышленных целях по масштабам превосходит все остальные виды потребления. В оборотной системе водоснабжения промышленных предприятий более 80% всей циркулирующей воды нагревается и подлежит последующему охлаждению до исходной температуры перед последующим применением. Для этого используются охлаждающие устройства, которые охлаждают до температур отвечающим оптимальным технико-экономическим показателям работы.

Понижение температуры в охладителе происходит за счет передачи тепла воздуху. По способу передачи тепла охладители делятся на

-испарительные– охлаждают воду испарением при непосредственном контакте с воздухом, при этом испарение 1% воды снижает температуру на 6 градусов.

-поверхностные (радиаторные) – охлаждение происходит за счет передачи тепла воздуха через стенку трубок – радиаторов, внутри которых она проходит без контакта с воздухом.

Испарительные охлаждают и увлажняют, радиаторные только охлаждают!

Так как теплоемкость и влагоемкость воздуха не велика, то для охлаждения требуется интенсивный воздухообмен. Для снижения 40 градусов до 30 при температуре воздуха 25 градусов на 1м3 охлаждаемой воды к испарительному охладителю нужно подвести 1000м3 воздуха а к радиаторному 5000м3.

ИСПАРИТЕЛЬНЫЙ ТИП ОХЛАДИТЕЛЕЙ ОБОРОТНОГО ПРОМВОДОСНАБЖЕНИЯ

Испарительные охладители

По способу подвода к ним воздуха делятся на:

-открытые (водохранилища-охладители, брызгальные бассейны, гардирни) – движение воздуха происходит ветром и естественной конвекцией.

-башенные (башенные градирни) – движение воздуха за счет естественной тяги создаваемой высокой натяжной башней.

-вентиляторные (вентиляторные градирни) – принудительная подача воздуха с помощью нагнетательных или отсасывающих вентиляторов.

Теплообмен в испарительных охладителях

Понижение температуры воды в испарительных охладителях определяется совместным действием различных процессов:

а) теплопередача соприкосновением, путем теплопроводности и конвекции, б)поверхностного испарения воды то есть превращения части воды в пар и переноса пара путем диффузии и конвекции.

При теплопередаче соприкосновением если

Температура воды больше температуры воздуха то воды отдает теплоту, если наоборот, то вода получает теплоту. При этом удельное количество переданной теплоты определяется:

a- Коэффициент теплоотдачи соприкосновения

t- температура поверхности воды

q - температура воздуха

Поверхностное испарение происходит когда парциальное давление содержащегося в воздухе пара меньше давления насыщенного пара при температуре поверхности воды. При этом удельное количество теплоты теряемого водой:

b - коэффициент теплоотдачи испарения

еm – девление насыщенного пара при температуре поверхности воды

е – парциальное давление водяного пара в воздухе

При совместном действии теплоотдачи с испарением удельное количество теплоты определяется как:

При t>q оба процесса идут в одном направлении приводя к охлаждению воды

При t=q теплоотдача соприкосновения прекращается и охлаждение осуществляется путем поверхностного испарения

При t<q вода продолжает охлаждаться пока количество теплоты подаваемой воздухом воде соприкосновением не сравняется с количеством теплоты подаваемым водой из-за испарения.

Когда температура воды достигает температуры охлаждающего воздуха (измеренного смоченным термометром) – теоретический предел охлаждения воды воздухом.И хотя охлаждение прекращается, испарение продолжается. Фактически, явления не наблюдается поскольку вода может стать холоднее воздуха.