RU2442940C1 - Reverse water supply system - Google Patents
Reverse water supply system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442940C1 RU2442940C1 RU2010140098/06A RU2010140098A RU2442940C1 RU 2442940 C1 RU2442940 C1 RU 2442940C1 RU 2010140098/06 A RU2010140098/06 A RU 2010140098/06A RU 2010140098 A RU2010140098 A RU 2010140098A RU 2442940 C1 RU2442940 C1 RU 2442940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- cooler
- diffusers
- confusers
- pair
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий.The invention relates to a power system, in particular to water recycling systems of industrial enterprises.
Известна система оборотного водоснабжения (см. патент №2128318, МПК F28C 1/06, 1999, бюл. №9), содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну - смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений.A well-known water recycling system (see patent No. 2128318, IPC F28C 1/06, 1999, bull. No. 9), containing heat exchangers connected by direct and return water lines to the pool - a mixer equipped with a cooler connected to a direct line by a connecting pipe with a regulator flow rate and an ejector, the mixing chamber of which is connected to the return water line with a pressure regulator, and the nozzle part of the ejector on the inner surface has helical grooves associated with an annular groove connected to the pollution collector nings.
Недостатком данной системы оборотного водоснабжения является неэффективная работа охладителя, особенно при высоких температурах атмосферного воздуха, когда температурная разность между охлаждаемой водой и атмосферным воздухом незначительна и передача тепла в окружающую среду от корпуса охладителя имеет минимальное значение.The disadvantage of this circulating water supply system is the ineffective operation of the cooler, especially at high ambient temperatures, when the temperature difference between the cooled water and the ambient air is insignificant and heat transfer to the environment from the cooler body is of minimal importance.
Известна система оборотного водоснабжения (см. патент РФ №2197691, МПК F28C 1/08, опубл. 27.01.2003), содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну - смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке.A well-known water recycling system (see RF patent No. 2197691, IPC F28C 1/08, publ. 01/27/2003), containing heat exchangers connected by direct and return water lines to the pool - mixer, equipped with a cooler connected to the direct line by a connecting pipe with a regulator flow rate and an ejector, the mixing chamber of which is connected to the return water line with a pressure regulator, and the nozzle part of the ejector on the inner surface has helical grooves associated with an annular groove connected to the collector for pollution loads, wherein the cooler comprises a vertical housing side walls and whose installed therein sectioned partition formed in the zigzag form and each section confusers diffusers and arranged relative to adjacent sections in a staggered manner.
Недостатком данной системы является снижение эффективности работы охладителя особенно при положительных температурах наружного воздуха, когда прямоточное движение охлажденной воды, смешанной в эжекторе с горячей водой из обратной магистрали, не обеспечивает глубокого охлаждения из-за недостаточного времени контакта распыляемой каплеобразной массы с воздухом окружающей среды и поверхностями конфузоров и диффузоров, а также длительной эксплуатации, когда наблюдается налипание загрязнений в виде твердых частиц, например ржавчины и окалины, на внутренние поверхности как диффузоров, так и конфузоров, а это приводит не только к изменению гидравлического режима перемещения охлажденной жидкости в охладителе, но и ухудшению процесса тепломассообмена из-за резкого возрастания термического сопротивления загрязнений.The disadvantage of this system is the decrease in the efficiency of the cooler especially at positive outside temperatures, when the direct-flow movement of chilled water mixed in the ejector with hot water from the return line does not provide deep cooling due to insufficient contact time of the sprayed droplet mass with the ambient air and surfaces confusers and diffusers, as well as long-term operation, when there is adhesion of contaminants in the form of solid particles, such as rust and viburnum, on the inner surfaces of both diffusers and confusers, and this leads not only to a change in the hydraulic mode of movement of the cooled liquid in the cooler, but also to a deterioration in the heat and mass transfer process due to a sharp increase in the thermal resistance of contaminants.
Технической задачей изобретения является поддержание эффективной работы системы оборотного водоснабжения при положительных температурах наружного воздуха и длительной эксплуатации в условиях накопления загрязнений в процессе движения охлаждаемой воды в охладителе, что достигается путем более активного процесса тепломассообмена с окружающей средой охлаждаемой воды за счет завихрения ее каплеобразной массы, распыляемой форсунками, которые выполнены в виде расширяющихся сопел с криволинейными канавками на внутренней поверхности, а также вибрационного стряхивания налипающих на внутренние поверхности диффузоров и конфузоров твердых частиц, например ржавчины и окалины.An object of the invention is to maintain the efficient operation of the circulating water supply system at positive outside temperatures and continuous operation under the conditions of accumulation of contaminants during movement of the cooled water in the cooler, which is achieved by a more active process of heat and mass transfer with the environment of the cooled water due to the swirling of its droplet-like mass sprayed nozzles, which are made in the form of expanding nozzles with curved grooves on the inner surface, as vibration shaking off adhering to the inner surfaces of diffusers and convergers solids, e.g. rust and scale.
Технический результат достигается тем, что система оборотного водоснабжения, содержащая теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну - смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой магистрали соединительным трубопроводом с регулятором расхода и эжектором, камера смешивания которого подключена к обратной магистрали воды с регулятором давления, а сопловая часть эжектора на внутренней поверхности имеет винтообразные канавки, связанные с кольцевой канавкой, подключенной к сборнику загрязнений, при этом охладитель включает вертикальный корпус, боковые стенки которого и установленные в нем секционные перегородки выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции диффузоры и конфузоры, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке, причем охладитель снабжен оросителем, выполненным из форсунок в виде попарно расположенных расширяющихся сопел, на внутренней поверхности которых выполнены криволинейные канавки, причем в каждой паре расширяющихся сопел на первом из пары образующие криволинейных канавок имеют направление по ходу движения часовой стрелки, а на втором расширяющемся сопле данной пары образующие криволинейных канавок имеют направление против хода движения часовой стрелки, кроме того перегородки диффузоров и конфузоров выполнены из биметалла, при этом внутренний металл диффузоров имеет коэффициент теплопроводности в 2,5-3 раза выше, чем коэффициент теплопроводности внутреннего материала конфузоров.The technical result is achieved by the fact that the reverse water supply system containing heat exchangers connected by direct and return water lines to the pool - a mixer equipped with a cooler connected to the direct line by a connecting pipe with a flow regulator and an ejector, the mixing chamber of which is connected to the return water line with a pressure regulator and the nozzle portion of the ejector on the inner surface has helical grooves associated with an annular groove connected to the contaminant collector moreover, the cooler includes a vertical casing, the side walls of which and the partition walls installed in it are zigzag and form in each section diffusers and confusers staggered relative to the neighboring sections, the cooler being provided with an irrigator made of nozzles in the form of expanding nozzles arranged in pairs , on the inner surface of which are made curved grooves, and in each pair of expanding nozzles on the first of the pair the generators of the curved grooves have They have a clockwise direction, and on the second expanding nozzle of this pair, the generators of the curved grooves have a clockwise direction, in addition, the baffles of the diffusers and confusers are made of bimetal, and the internal metal of the diffusers has a thermal conductivity of 2.5-3 times higher than the coefficient of thermal conductivity of the internal material of the confusers.
На фиг.1 схематически изображена система оборотного водоснабжения, на фиг.2 - пара форсунок в виде расширяющихся сопел с криволинейными канавками на внутренней поверхности и противоположного направления, а на фиг.3 - общий вид корпуса охладителя с диффузорами и конфузорами из биметалла.Figure 1 schematically shows a reverse water supply system, figure 2 - a pair of nozzles in the form of expanding nozzles with curved grooves on the inner surface and the opposite direction, and figure 3 is a General view of the cooler body with diffusers and confusers made of bimetal.
Система оборотного водоснабжения состоит из теплообменников 1, подключенных прямой напорной 2 и обратной 3 магистралями к водосборному бассейну - смесителю 4 с охладителем 5, над которым установлен ороситель 6. Прямая магистраль 2 с термореле 7 через задвижку 8, регулятор расхода 9 соединительным трубопроводом 10 с установленным эжектором 11 соединена с оросителем 6. Камера смешивания 12 эжектора 11 всасывающим трубопроводом 13 через регулятор 14 соединена с обратной магистралью воды 3, на которой перед бассейном - смесителем 4 установлен регулятор давления 15. На прямой магистрали 2 установлен насос 16 с регулятором давления 17, при этом на пропуск максимального расхода воды на охладитель 5 при максимальной его подаче на теплообменники 1 обеспечивается оптимальной всасывающей способностью эжектора 11, которая регулируется регулятором давления 15. Вдоль сопловой части 18 от меньшего сечения к большему выполнены канавки 19, соединенные в большем сечении сопловой части 18 эжектора 11 с кольцевой канавкой 20, которая подключена к сборнику загрязнений 21 в своей нижней части.The reverse water supply system consists of
Охладитель 5 включает корпус, боковые стенки 22 которого и установленные в нем секционные перегородки 23 выполнены зигзагообразными и образуют в каждой секции 24 диффузоры 25 и конфузоры 26, расположенные относительно соседних секций в шахматном порядке. Перегородки 23 каждой секции 24 диффузоров 25 и конфузоров 26 выполнены из биметалла, при этом внутренняя поверхность диффузоров 25 выполнена из материала 27 с коэффициентом теплопроводности в 2,5-3 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала 28 внутренней поверхности конфузоров 26. Охладитель 5 снабжен оросителем 6 из форсунок в виде попарно расположенных расширяющихся сопел 27, на внутренней поверхности которых выполнены криволинейные канавки 28 и 29, причем в каждой паре расширяющихся сопел 27 на первом 30 из пары 27 образующая криволинейных канавок 28 имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а на втором расширяющемся сопле 31 данной пары 27 образующая криволинейных канавок 29 имеет направление против хода движения часовой стрелки (стр.509. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: 1966 - 872 с., ил.).The
Система оборотного водоснабжения работает следующим образом. Оборотная вода после теплообменников 1 поступает по обратной магистрали в водосборный бассейн - смеситель 4, в котором находится ранее охлажденная в охладителе 5 вода. Если температура атмосферного воздуха ниже расчетной, то в водосборном бассейне - смесителе 4 вода, подаваемая в теплообменники 1, имеет температуру ниже, чем это необходимо. В это время задвижка 8 закрыта и вода в ороситель 6 не подается. Горячая вода из обратной магистрали 3 перемешивается с холодной водой в водосборном бассейне - смесителе 4 и повышает его температуру.The water recycling system operates as follows. Recycled water after
При температуре атмосферного воздуха, не обеспечивающей охлаждение оборотной воды в водосборном бассейне - смесителе 4 до максимально заданной температуры охлажденной воды, регистрируемой термореле 7 и подаваемой в теплообменники, осуществляется подача команды термореле 7 на открытие задвижки 8 и охлажденная вода, смешанная в эжекторе 11 с горячей водой, из обратной магистрали 3 подается по соединительному трубопроводу 10 на ороситель 6, где распределяется на форсунки, выполненные в виде попарно расположенных расширяющихся сопел 27, и перемещается на первом 30 сопле по криволинейным канавкам 28, закручиваясь по направлению движения часовой стрелки. Одновременно вода на втором 31 сопле, перемещаясь по криволинейным канавкам 29, где закручивается по направлению против движения часовой стрелки. Вращающиеся в противоположных направлениях закрученные потоки каплеобразной массы воды образуют микрозавихрения, интенсифицирующие тепломассообмен как между собой, так и при контакте с воздухом окружающей среды, обеспечивая Эффект Джоуля-Томсона со снижением температуры охлаждаемой воды (см. например Меркулов В.П. Вихревой эффект и его применение в промышленности. Самара 2001 438 с., ил.). В результате на выходе из попарно расположенных форсунок оросителя 6, выполненных в виде расширяющихся сопел 27 с криволинейными канавками 28 и 29 на внутренних поверхностях, осуществляется дополнительное снижение температуры потока охлаждаемой воды, которая поступает и далее на охладитель 5 для более глубокого охлаждения.At atmospheric temperature that does not provide cooling of the circulating water in the catchment basin - mixer 4 to the maximum specified temperature of the chilled water recorded by the
Форсунки оросителя 6 в охладителе 5 расположены таким образом, что каждая форсунка подает воду только в одну из секций 24. В результате обеспечивается равномерная эпюра скоростей водяного потока в поперечном сечении корпуса охладителя 5, поддерживаемая за счет «живого» сечения выходных отверстий форсунок оросителя 6. Распыляемый поток воды с оптимальной эпюрой скоростей, обеспечивающей рациональный контакт воды с зигзагообразными перегородками 23, поступает в секции 24 и, проходя последовательно участки диффузоров 25 и конфузоров 26, непрерывно меняет свою скорость, что приводит к турбулизации потока и повышению теплообмена, а также к распределению в секциях 24 давления движущегося потока воды. Это выравнивает гидравлическое сопротивление воды в секциях 24 и приводит к равномерному смыванию водой всего объема охладителя 5, что в конечном итоге и обеспечивает эффективную работу охладителя 5 даже при незначительном перепаде температур между атмосферным воздухом и охлаждаемой водой.The nozzles of the
Увеличение скорости охлаждаемой воды в диффузорах 25 за счет уменьшения проходного сечения по мере движения потока приводит к возрастанию теплоты трения пограничного слоя о внутреннюю поверхность диффузоров 25, выполненных из материала 27, что приводит к увеличению температурного градиента (см., например, Лариков Н.Н. Теплотехника. - М.: Строительство, 1975 - 369 с.). Последующий переход движущегося потока охлаждаемой воды по конфузорам 26 секций 24 приводит к уменьшению его скорости и, соответственно, теплоты трения о внутреннюю поверхность конфузоров 26, выполненных из материала 28, что приводит к резкому уменьшению температурного градиента. В результате в секциях 24 на внутренних поверхностях диффузоров 25 и конфузоров 26, выполненных, соответственно, из материалов 27 и 28, имеющих коэффициенты теплопроводности, в 2,5-3 раза отличающиеся друг от друга (например, при выполнении перегородки 23 из биметалла с материалом 27 из алюминия с коэффициентом теплопроводности и материалом 28 из латуни с коэффициентом теплопроводности стр.379 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1975 - 496 с., ил.), наблюдаются термовибрации, которые постоянно стряхивают твердые частицы с поверхностей перегородок 23 секций 24, не допуская их налипания (см., например, Дмитриев В.П. Биметаллы. - Пермь: Наука, 1991 - 487 с., ил.). Все это приводит к поддержанию постоянства теплообмена в секциях 24 при длительной эксплуатации охладителя 5.An increase in the rate of cooled water in the
Известно, что вода, имеющая повышенную температуру, интенсифицирует процесс образования окалины и ржавчины, то есть загрязнений сопутствующих систем оборотного водоснабжения. В результате наблюдается увеличение гидравлического сопротивления трубопроводов, возрастает частота закупорки (засорения) насадок оросителя 6 и как следствие этого эффективность работы системы оборотного водоснабжения и возрастают энергозатраты на насосную установку. Поэтому горячая вода с загрязнениями (окалина, ржавчина и т.д.), перемешанная в камере смешивания 12, поступает в сопловую часть 18 эжектора 11 и, перемещаясь по винтообразным канавкам 19, закручивается. Твердые частицы сталкиваются в канавках 19, перемещаются в кольцевую канавку 20 и далее в сборник загрязнений 21, откуда удаляются вручную или автоматически (не показано).It is known that water having an elevated temperature intensifies the process of formation of scale and rust, that is, pollution of related water recycling systems. As a result, there is an increase in the hydraulic resistance of pipelines, an increase in the frequency of clogging (clogging) of the nozzles of the
Очищенный от загрязнений поток воды поступает в ороситель 6 и далее в охладитель 5 для более глубокого охлаждения. Оптимальная всасывающая способность эжектора 11 поддерживается регулятором давления 15. Очищенная в эжекторе 11 и охлажденная в охладителе 5 вода смешивается в водосборном бассейне - смесителе 4 с горячей водой, поступающей из теплообменников 1. В процессе смешивания постепенно понижается температура воды до расчетного минимального значения, после чего термореле 7 дает сигнал на закрытие задвижки 8.The stream of water purified from contaminants enters the
Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что поддержание эффективной работы системы оборотного водоснабжения при длительной эксплуатации и особенно при положительных температурах наружного воздуха достигается интенсификацией тепломассообмена при образовании встречно движущихся микрозавихрений на входе в охладитель, за счет выполнения форсунок в виде попарно расположенных расширяющихся сопел и расположением на их внутренних поверхностях криволинейных канавок с направлением образующей на первой из пары сопел по ходу движения часовой стрелки и на второй из той же пары сопел против хода движения часовой стрелки, а также устранением возможности налипания твердых загрязнений на внутренние поверхности секционных перегородок усовершенствованием конструктивного выполнения охладителя путем выполнения диффузоров и конфузоров из биметалла таким образом, что внутренняя поверхность диффузоров выполнена из материала с коэффициентом теплопроводности в 2,5-3 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала внутренней поверхности конфузоров.The originality of the invention lies in the fact that maintaining the efficient operation of the circulating water supply system for long-term operation and especially at positive outside temperatures is achieved by intensifying heat and mass transfer during the formation of counter-moving microwaves at the inlet to the cooler, by performing nozzles in the form of expanding nozzles arranged in pairs and arranged on their inner surfaces of the curved grooves with the direction of the generatrix on the first of a pair of nozzles about the clockwise movement and on the second of the same pair of nozzles against the clockwise movement, as well as eliminating the possibility of sticking solid contaminants on the inner surfaces of the partition walls by improving the design of the cooler by making diffusers and confusers from bimetal in such a way that the inner surface of the diffusers is made from a material with a thermal conductivity coefficient of 2.5-3 times higher than the thermal conductivity coefficient of the material of the inner surface of the confusers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010140098/06A RU2442940C1 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Reverse water supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010140098/06A RU2442940C1 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Reverse water supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2442940C1 true RU2442940C1 (en) | 2012-02-20 |
Family
ID=45854656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010140098/06A RU2442940C1 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Reverse water supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2442940C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532397C2 (en) * | 2012-09-19 | 2014-11-10 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method of cooling recycled industrial water |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU958827A1 (en) * | 1981-02-04 | 1982-09-15 | Днепропетровский Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Проектный Институт "Днепрогипрошахт" | Recirculation water supply system |
SU1262249A1 (en) * | 1985-04-30 | 1986-10-07 | Gudtsov Ivan E | Circulating water supply system |
DE4410477C1 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-14 | Flaekt Ab | Device for the surface treatment of vehicle bodies |
RU2128318C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-03-27 | Курский государственный технический университет | Circulating water supply system |
RU2197691C2 (en) * | 2001-04-09 | 2003-01-27 | Курский государственный технический университет | Recycling water supply system |
-
2010
- 2010-09-29 RU RU2010140098/06A patent/RU2442940C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU958827A1 (en) * | 1981-02-04 | 1982-09-15 | Днепропетровский Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Проектный Институт "Днепрогипрошахт" | Recirculation water supply system |
SU1262249A1 (en) * | 1985-04-30 | 1986-10-07 | Gudtsov Ivan E | Circulating water supply system |
DE4410477C1 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-14 | Flaekt Ab | Device for the surface treatment of vehicle bodies |
RU2128318C1 (en) * | 1997-04-02 | 1999-03-27 | Курский государственный технический университет | Circulating water supply system |
RU2197691C2 (en) * | 2001-04-09 | 2003-01-27 | Курский государственный технический университет | Recycling water supply system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532397C2 (en) * | 2012-09-19 | 2014-11-10 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method of cooling recycled industrial water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2482409C1 (en) | Water reuse system | |
Kukulka et al. | Fluid temperature and velocity effect on fouling | |
CN108700309A (en) | system, method and filter for ventilation | |
EA005392B1 (en) | Saline/sewage water reclamation system | |
US20210254839A1 (en) | Self-cleaning ventilation unit | |
Pu et al. | Effects of biofouling on air-side heat transfer and pressure drop for finned tube heat exchangers | |
RU2442940C1 (en) | Reverse water supply system | |
RU92159U1 (en) | ROTARY WATER SUPPLY SYSTEM | |
RU2433366C1 (en) | Water reuse system | |
RU2425314C1 (en) | Recirculating water supply system | |
RU2643407C2 (en) | System of recycling water supply | |
RU2561225C1 (en) | Mechanical-draft cooling tower | |
RU2197691C2 (en) | Recycling water supply system | |
Lee et al. | Heat transfer characteristics of spirally-coiled circular fin-tube heat exchangers operating under frosting conditions | |
RU135097U1 (en) | ROTARY WATER SUPPLY SYSTEM | |
RU2676827C1 (en) | Fan cooling tower | |
RU2569798C2 (en) | Reverse water supply system | |
WO2012127452A1 (en) | Heat exchanger | |
Muneeshwaran et al. | Investigation of fouling mitigation using stationary and rotating twisted tapes | |
RU2700988C1 (en) | Recirculating water supply system | |
Leung et al. | Sponge-ball automatic tube cleaning device for saving energy in a chiller | |
CN108827034B (en) | Heat exchange system for urban primary sewage bypass channel | |
Wojdalski et al. | Factors influencing the energy efficiency in dairy processing plants | |
RU2480699C2 (en) | Heat and mass exchange equipment with combined scheme of interaction of gas and liquid flows | |
RU2128318C1 (en) | Circulating water supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120930 |