Механизмы передачи теплоты в градирнях (теория и методы расчёта)
Автор: Шишацкий Ю.И., Никель С.А., Толстов С.А., Авцинов И.А., Дерканосова А.А., Емельянов А.Е.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств
Статья в выпуске: 1 (99) т.86, 2024 года.
Бесплатный доступ
Градирни - высокоинтенсивные смесительные теплообменные аппараты. В них теплообмен происходит при непосредственном контакте (соприкосновении) теплоносителей, то есть в теплообменниках отсутствует термическое сопротивление стенки. При охлаждении оборотной воды воздухом часть теплоты передается за счет поверхностного испарения воды - превращения воды в пар с последующим переносом пара путем диффузии в поток воздуха. Другая часть - за счет разницы в температурах между водой и воздухом, то есть теплопередачей соприкосновением (теплопроводность и конвекция). Теплопередача при непосредственном контакте воздуха и вводы всегда сопровождается процессом переноса массы из одной фазы в другую. Это типичный процесс сопряженного тепломассопереноса. В нашем случае под испарением подразумевается процесс перехода воды из жидкого состояния в парообразное при температуре меньшей, чем температура кипения воды при заданном давлении. Поскольку в процессе испарения вода охлаждается, то источником энергии является сама вода. Имеет место процесс адиабатного испарения, при этом вода охлаждается до температуры мокрого термометра. В градирне всегда имеет место испарение. Установлено, что отвод теплоты испарением преобладает над теплоотдачей соприкосновением. Записано уравнение теплового баланса, позволяющее определить расход воздуха на охлаждение воды. Приведено уравнение для расчета температуры мокрого термометра. Приведен метод расчета средней разности энтальпий воздуха в градирне. Аэродинамический расчет вентиляторных градирен заключается в установлении соответствия полного аэродинамического сопротивления градирни напору, развиваемому вентилятором. Полное аэродинамическое сопротивление представляет собой сумму сопротивлений ее элементов. Записаны формулы для расчета коэффициентов сопротивлений. Рассмотрены потери воды вследствие испарения, уноса в виде капель, на фильтрацию, продувку.
Градирня, теплота, расчеты, потери воды, аэродинамический расчет
Короткий адрес: https://sciup.org/140305679
IDR: 140305679 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-1-31-37
Список литературы Механизмы передачи теплоты в градирнях (теория и методы расчёта)
- Чащин В.П., Гудков А.Б., Попова О.Н., Одланд И.О. и др. Характеристика основных факторов риска нарушений здоровья населения, проживающего на территориях активного природопользования в Арктике // Экология человека. 2014. № 1. С. 3–12.
- Конторович А.Э., Коржубаев А.Г., Эдер Л.В. Прогноз глобального энергообеспечения: методология, количественные оценки, практические выводы // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2006. № 5. URL: http://www.vipstd.ru/gim/content/view/90/278/
- Раскина Т.А., Пирогова О.А., Зобнина О.В., Пинтова Г.А. Показатели системы остеокластогенеза у мужчин с различными клиническими вариантами анкилозирующего спондилита // Современная ревматология. 2015. Т. 9. № 2. С. 23–27. doi: 10.14412/1996-7012-2015-2-23-27
- Терещенко Ю.В. Трактовка основных показателей вариабельности ритма сердца // Новые медицинские технологии на службе первичного звена здравоохранения: материалы межрегиональной конференции. 2010. С. 3–11.
- Абдурахманов Г.М., Лопатин И.К. Основы зоологии и зоогеографии. Москва: Академия, 2001. 496 с.
- Иванова А.Е. Проблемы смертности в регионах Центрального федерального округа // Социальные аспекты здоровья населения. 2008. № 2. URL: http://vestnik.mednet.ru/content/view54/30/ ГОСТ 8.586.5-2005.
- Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. М.: Стандартинформ, 2007. 143 c.
- Дмитриев А.В., Мадышев И.Н., Круглов Л.В., Чичирова Н.Д. Оценка эффективности процессов тепло-и массообмена в трехпоточной испарительной градирне с наклонно-гофрированными контактными элементами // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. Т. 12. №. 4 (48). С. 125-134.
- Тарасов Е.В., Жинов А.А. Оптимизация бездеаэраторной тепловой схемы паротурбинной установки с теплообменными аппаратами смешивающего типа // Электронный журнал: наука, техника и образование. 2017. №. 2. С. 56-63.
- Rao R.V., More K.C. Optimal design and analysis of mechanical draft cooling tower using improved Jaya algorithm // International Journal of Refrigeration. 2017. V. 82. P. 312-324.
- Yinhai Z.H.U., Wei P.E.N.G., Ruina X.U., Jiang P. et al. Review on active thermal protection and its heat transfer for airbreathing hypersonic vehicles // Chinese Journal of Aeronautics. 2018. V. 31. №. 10. P. 1929-1953.
- Goldstein E.A., Raman A.P., Fan S. Sub-ambient non-evaporative fluid cooling with the sky // Nature Energy. 2017. V. 2. №. 9. P. 1-7. doi: 10.1038/nenergy.2017.143
- Cheng L., Xia G. Fundamental issues, mechanisms and models of flow boiling heat transfer in microscale channels // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. V. 108. P. 97-127.
- Khanjari Y., Pourfayaz F., Kasaeian A.B. Numerical investigation on using of nanofluid in a water-cooled photovoltaic thermal system // Energy Conversion and Management. 2016. V. 122. P. 263-278.
- Ganvir R.B., Walke P.V., Kriplani V.M. Heat transfer characteristics in nanofluid—A review // Renewable and sustainable energy reviews. 2017. V. 75. P. 451-460.
- Okonkwo E.C., Wole-Osho I., Almanassra I.W., Abdullatif Y.M. et al. An updated review of nanofluids in various heat transfer devices // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2021. V. 145. P. 2817-2872.
- Cho H.J., Preston D.J., Zhu Y., Wang E.N. et al. Nanoengineered materials for liquid–vapour phase-change heat transfer // Nature Reviews Materials. 2016. V. 2. №. 2. P. 1-17. doi: 10.1038/natrevmats.2016.92
- Jaluria Y. Computational heat transfer. Routledge, 2017. Alavi S.R., Rahmati M. Experimental investigation on thermal performance of natural draft wet cooling towers employing an innovative wind-creator setup // Energy conversion and management. 2016. V. 122. P. 504-514.
- Mantelli M.H.B. Development of porous media thermosyphon technology for vapor recovering in cross-current cooling towers // Applied Thermal Engineering. 2016. V. 108. P. 398-413.
