Во-первых, что такое закрытая градирня?
А именно закрытая испарительная градирня, также известная как закрытая градирня или закрытая градирня.Это градирня, которая передает тепло от циркулирующей воды воздуху через змеевики.
Его основная структура показана на рисунке:
Закрытая градирня обычно состоит из вентилятора, радиатора (змеевика), водяного насоса с собственной циркуляцией, системы распределения воды, водоприемника, конструкции градирни, набивки (с или без), задвижки и других компонентов.
В отличие от открытой градирни, горячая вода закрытой градирни имеет замкнутый цикл и не контактирует напрямую с воздухом, что может обеспечить чистоту качества циркулирующей воды, обеспечить эффективную работу основного оборудования и увеличить срок службы основное оборудование.Когда температура снаружи низкая, закрытую градирню можно перевести в режим воздушного охлаждения, закрыв самоциркуляционную систему распыления, чтобы сэкономить водные ресурсы.В соответствии с политикой Китая по энергосбережению, сокращению выбросов и экономии воды, за последние десять лет он широко использовался в сталелитейной, металлургической, электроэнергетической, электронной, механической, пищевой, химической промышленности и в системах кондиционирования воздуха.
Механизм отвода тепла закрытой градирни таков: сначала тепло горячей воды передается радиатору, а затем радиатор передается душевой воде на его поверхности.Душевая вода и воздух обмениваются теплом с воздухом за счет теплопередачи при контакте и массопереноса за счет испарения.Принципиальная схема процесса его охлаждения выглядит следующим образом:
Принципиальная схема механизма отвода тепла закрытой башни
Ниже приводится краткое описание процесса термодинамического расчета закрытой башни.
Прежде чем перейти к выводу уравнения, предположим следующее:
(1) Распылите водяную пленку во всем теплообменнике для средней температуры водяной пленки и оставайтесь неизменной (это связано с тем, что температура воды самоциркулирующей воды в радиаторе и из радиатора одинакова);
2) площадь поверхности пленки воды примерно равна площади поверхности змеевика, т. е. пленка воды считается очень тонкой;
(3) Самоциркулирующая вода равномерно распределяется по разным рядам труб, и на поверхности каждого змеевика имеется водяная пленка;
(4) Если число Льюиса равно 1, потери на испарение не учитываются.
(Примечание: следующий процесс вывода в основном основан на разности энтальпий, сохранении энергии и других механизмах, а также на некоторых знаниях о теплопередаче.)
Во-первых, горячая вода передает тепло водяной пленке снаружи змеевика, и уравнение теплопередачи имеет вид:
Где, dQ- теплоотдача микроблока, Вт;
K1- коэффициент теплопередачи горячей воды водяной пленке;Вт/(㎡·℃);
T- температура технологической жидкости или горячей воды, ℃;
t- температура самоциркулирующей водяной пленки, ℃;
dA- Площадь поверхности микроблока катушки, м²
Трубку змеевика можно рассматривать как тонкостенную трубу, а ее коэффициент теплопередачи можно выразить как:
Где – коэффициент теплопередачи жидкости в трубе АИ-змеевика, Вт/(м²·℃);λg-коэффициент теплоотдачи жидкости трубы, Вт/(㎡·℃);λ - коэффициент теплоотдачи жидкости трубы, Вт/(㎡·℃);σ - толщина рулона, м;α Коэффициент конвективной теплоотдачи w- водяная пленка, Вт/(㎡·℃) Di, Do, Dn, Dc- соответственно внутренний и внешний диаметр змеевика и внутренний и внешний диаметр змеевика после масштабирования, м.
Что менее определенно в приведенном выше уравнении, так это коэффициент конвективной теплопередачи водяной пленки, и его значение связано с состоянием и толщиной водяной пленки, а также с самоциркулирующим количеством воды, скоростью ветра, диаметром змеевика и размер макета.То есть:
Где,
q - плотность самоциркулирующей воды, кг/(м²·с);
v - средняя скорость воздуха через сечение змеевика, м/с;
p1,pt- расположение катушек, м.
Согласно допущению (2), теплообмен между пленкой воды и воздухом можно записать:
Где, β'x - массовый коэффициент, определяемый разностью энтальпии и влажности по площади водной пленки, кг/(м²·с);
Bx- исходя из площади поверхности змеевика энтальпии и разности влажности как движущей силы коэффициента дисперсии, называемого коэффициентом дисперсии, кг/(㎡·с);
i"t - энтальпия насыщенного воздуха, соответствующая температуре воды t, Дж/кг;
i- энтальпия воздуха, Дж/кг(ДА);
dA- Площадь поверхности микроблока катушки, м2.
Коэффициент дисперсии в приведенном выше уравнении является неизвестным параметром, который необходимо получить путем испытаний.Значение этого параметра связано с расходом воды, скоростью воздуха и расположением змеевика и может быть выражено как:
Прирост энтальпии воздуха равен коэффициенту теплопередачи воздуха в микроячейке:
Где, G - массовый расход сухого воздуха, кг/(м²·с).
После разбора формулы (6):
отмечено, что IT — энтальпия насыщенного воздуха, соответствующая температуре воды пленки.Температура воды считается постоянной согласно (1), поэтому энтальпия также постоянна.Интегральное решение уравнения (7) может быть получено:
Где,
i1- энтальпия воздуха, поступающего в закрытую градирню, Дж/кг (ДА);
i2- Энтальпия воздуха, выходящего из закрытой башни, Дж/кг (DA).
Mw – это число площади охлаждения водяной пленки, и его значение равно:
Кроме того, изменение температуры самоциркулирующей воды равно изменению энергии воздуха и технологической жидкости, а именно:
Где,
qp- расход воды в змеевике, кг/с;
qв - количество самооборотной воды, кг/с;
cpp, cpw- Удельная теплоемкость воды в змеевике и самооборотной воды, Дж/(кг·℃).
Согласно гипотезе (1), уравнение (10) равно нулю и им можно пренебречь.
С другой стороны, формулу (1) можно получить:
Также отмечается, что температура воды в пленке считается постоянной.Интегрируя уравнение (11), можно получить:
Где,
T1 - температура технологической среды или горячей воды на входе в закрытую градирню, ℃
T2- Температура технологической среды или горячей воды разгрузочной закрытой градирни, ℃
Где NTU обозначается как количество единиц теплопередачи испарительной градирни, и его значение:
Согласно принятому условию (4) без учета потерь на испарение самооборотной воды теплоотдача закрытой градирни равна:
Подставляя уравнения (8) и (12) в уравнение (14), можно получить:
Получено дальнейшее решение:
Согласно уравнению (15) температуру самоциркулирующей воды можно рассчитать итерационным методом.
В процессе вывода приведенная выше формула не предназначена специально для противоточного типа, поэтому приведенная выше формула также применима к закрытой градирне с поперечным потоком.Температура самоциркулирующей воды закрытой градирни с насадкой невелика, поэтому эффект теплообмена насадки можно приравнять к коэффициенту дисперсии, а затем провести термодинамический расчет по приведенной выше формуле.
Зная коэффициент теплопередачи и коэффициент рассеяния массы закрытой градирни, температуру самоциркулирующей воды можно рассчитать по формуле (16).При температуре самоциркулирующей воды температуру технологической жидкости после охлаждения и энтальпию воздуха, выходящего из закрытой градирни, можно рассчитать по формуле (8) и формуле (12).
Приведенное выше уравнение также можно использовать для сортировки данных испытаний закрытой градирни.В ходе испытаний могут быть измерены такие параметры, как температура технологической жидкости на входе и выходе, температура по сухому и влажному термометру впускной колонны, расход воздуха и количество самоциркулирующей воды.Исходя из этих параметров, количество единиц теплопередачи можно рассчитать по уравнению (12), а количество зон охлаждения отходящей пленки можно рассчитать по уравнению (8).Коэффициент теплопередачи и коэффициент рассеивания закрытой башни можно получить путем дальнейшего расчета.
Выше приведен простой метод термодинамического расчета закрытой градирни.Он полон галантереи?
Время публикации: 12 июня 2023 г.