Разбрызгивающие сопла

Разбрызгивающие сопла или насадки являются важнейшим элементом брызгальных бассейнов. Их назначение заключается в равномерном распределении воды над бассейном и создании одинаковых по размеру мелких капель. Чем больше напор перед соплом Н, тем меньше диаметр образующихся капель и больше поверхность охлаждения. Однако при этом возрастают потери, связанные с уносом воды ветром. Поэтому обычно свободный напор перед соплом принимают Н = 5 – 8 м. Они должны быть просты в конструкции и эксплуатации, не засоряться, легко прочищаться и иметь небольшие потери напора для разбрызгивания воды.

На рис. 4.6 представлена классификация сопел, применяемых в брызгальных бассейнах.

Рис. 4.6. Классификация сопел

Ударные сопла в брызгальных бассейнах не применяются. Они нашли применение в распределительных системах градирен, биофильтров и в противопожарных устройствах. Сопла, применяемые в брызгальных бассейнах изготавливают из ковкого чугуна, стали или пластмасс и устанавливают по одному или пучками, состоящими из 3 – 5 штук (рис. 4.8.).

Наиболее рациональными являются сопла центробежного типа, требующие меньшего напора воды и в меньшей степени подвергающиеся засорению. Диаметр сопел обычно составляет 50 мм, а при больших расходах 75 – 100 мм. Для уменьшения уноса воды ветром из бассейнов крайние сопла устанавливаются на расстоянии 6 – 8 м от края бассейна, образуя защитную зону.

Характеристики наиболее распространенных сопел брызгальных бассейнов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Характеристики наиболее распространенных сопел

брызгальных бассейнов

Рис. 4.7. Сопла, применяемые в брызгальных бассейнах:

а) – винтовые МОТЭП; б) – щелевые; в) – эвольвентные; г) – тупые; д) – бутылочные

Схемы установки сопел на распределительных трубопроводах представлены на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Схемы установки сопел на распределительных трубопроводах (размеры в мм):

а) – сопла МОТЭП; б) – сопла эвольвентные 100/50; в) – сопла эвольвентные 50/25; г)– сопла щелевые 50

4.3.2. Расчет брызгальных бассейнов

Расчет брызгальных бассейнов заключается в определении их геометрических размеров, обеспечивающих требуемую температуру охлаждающей воды t₂ и осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбирается тип насадки в зависимости от производительности бассейна и качества воды. Для загрязненной воды – тангенциальные сопла (эвольвентные, бутылочные, тупые); для чистой воды – винтовые, щелевые сопла.

2. По свободному напору определяется производительность сопла, м³/час:

q_c = А , ( 23 )

где А – коэффициент, учитывающий тип насадки, Н – напор перед соплом, м.

3. Определяется количество сопел:

n_с = , ( 24 )

где Q – расход воды, подаваемой в брызгальный бассейн для охлаждения, м³/час.

4. Определяется количество пучков:

n_п = , ( 25 )

где 1…5 - количество сопел в пучке.

5. Задаются размеры а и b и определяется активная площадь брызгального бассейна, м²:

, ( 26 )

где а = 4 – 6 м - расстояние между пучками сопел; b = 8 – 12 м расстояние между распределительными линиями.

6. Определяется действительная гидравлическая нагрузка, м³/м²∙ч,

q_f = , ( 27 )

гидравлическая нагрузка должна находится в пределах q_f ≤ 0,8 – 1,2 м³/м²∙ч.

7. Определяются строительные размеры брызгального бассейна, м: длина L и ширина B. Ширина бассейна должна быть В ≤ 50 м в осях крайних сопел; расстояние от крайних сопел до бровки бассейна с = 7–10 м; ширина коридора к = b/2 = 4 – 6 м.

8. Полученные размеры бассейна проверяются на охладительный эффект, т.е. производится тепловой расчет брызгального бассейна и определяется температура охлажденной воды t₂. Так как тепловые расчеты достаточно сложны, они осуществляются по специальным номограммам Н.Н.Терентьева или Л.Д.Бермана.

На рис. 4.9. приведена номограмма для теплового расчета бассейна, предложенная д.т.н. Л.Д. Берманом. Она состоит из двух диаграмм основной А и вспомогательной Б и позволяет определять температуру охлажденной воды t₂. По диаграмме А в зависимости от температуры воздуха, измеренной смоченным термометром ( , ^оС) и ∆t – ширины зоны охлаждения, определяется температура . Затем по вспомогательному графику Б определяется поправка , учитывающая действительный напор Н, м перед соплом, которая вычитается из температуры .

Таким образом, температура охлажденной воды составляет, ^оС:

t₂ = - . ( 28 )

Рис. 4.9. Номограмма для теплового расчета брызгальных бассейнов

К достоинствам брызгальных бассейнов следует отнести:

● простоту устройства и эксплуатации;

● сравнительно небольшой напор, требуемый для подачи нагретой воды на охлаждение;

● наличие некоторого запаса воды на промышленной площадке, который может быть использован для противопожарных целей.

Недостатками брызгальных бассейнов являются:

Градирни

Градирни используются в системах оборотного водоснабжения, когда требуется устойчивое и глубокое охлаждение воды. Охлаждение воды в них происходит воздухом в объеме специального оросителя. Это наиболее совершенные сооружения для охлаждения оборотной воды, характеризующиеся высокими качественными и количественными показателями. Высокий охладительный эффект градирен определяется увеличением площади поверхности и времени контакта воды с воздухом, который достигается различными способами.