3.5.2. Расчет градирни «Одесса»
Пример 3.6. Исходные данные:
1.Расход охлаждаемой воды Gв, кг/ч……………………………………12000
2.Температура воды, 0С:
а) начальная tвн ……………………………………………………………..50 б) конечная tвк ………………………………………………………….…..25
3.Параметры наружного воздуха (условия летние):
а) влагосодержание х1, кг/кг………………………………………...…....0,01 б) температура tгн,0С………………………………………………...………19
в) относительная влажность ϕ , %........................................................…....70
Рис.3.3. К расчету градирни локального водооборота |
|
Расчет. |
|
Энтальпия наружного воздуха |
|
Iгн=cгtгн+х1iп1, |
(3.33) |
где cг=1 кДж/(кг0С)–теплоемкость сухого воздуха; iп1–энтальпия водяного |
|
пара при tгн |
|
iп1=r0+cпtгн, |
(3.34) |
iп1=2493+1,97·19=2530,4 кДж/кг,
здесь cп=1,97 кДж/кг–теплоемкость водяного пара; r0=2493 кДж/кг–удельная теплота парообразования воды при 0 0С.
Тогда
Iгн=1·19+0,01·2530,4 = 44,3 кДж/кг. |
|
|
Энтальпия насыщенного воздуха при |
tвн для идеального процесса |
|
Iгки =cгtвн+ |
х2 iп2, |
(3.35) |
Iигк =1·50+0,09(2493+1,97·50)=283,2 кДж/кг,
где х2 =0,09 кг/кг–влагосодержание насыщенного воздуха при tвн, находится по диаграмме I –х при пересечении изотермы 50 0С с линией φ=1.
Степень охлаждения |
|
Е=(tвн-tвк)/(tвн- tв ), |
(3.36) |
Е=(50-25)/(50-16)=0,74, |
|
где tв =16 0С–температура наружного воздуха по влажному термометру. |
|
Относительный расход воды в идеальной градирне |
|
lид=св(tвн- tв )/[( Iгки -Iгн)-св( х2 -х1) tв ], |
(3.37) |
где св=4,2 кДж/(кг0С)–теплоемкость воды. |
|
Отсюда
lид=4,2(50–16)/[(283,2–44,3)–4,2(0,09–0,01)16]= 0,611кг воды/кг воздуха.
Характеристический параметр градирни |
|
П*=-2,3lg(1 – E/0,86)=-2,3lg(1- 0,74/0,86)=1,93. |
(3.38) |
Отношение расходов воздуха и воды l=lидП*=0,611·1,93 = 1,18.
Расходы наружного воздуха:
а) массовый Gг=l·Gв=1,18·12000=14160 кг/ч, б) объемный V=Gг /pг=14160/1,2=11800 м3/ч,
где pг=1,2 кг/м3 – плотность воздуха при 20 0С.
Тепловой баланс градирни
Q=Gвсв(tвн-tвк)=Gг(Iгк-Iгн)=12000·4,2·(50–25)/3600=350 кВт.
Откуда энтальпия воздуха на выходе из градирни для реального процесса
Iгк=Q/Gг+Iгн=350·3600/14160+44,3=133,3 кДж/кг.
По диаграмме I –х находим остальные параметры уходящего воздуха при пересечении линии Iгк=133,3 кДж/кг с линией φ=1. Этой точке соответствует температура уходящего насыщенного воздуха tгк=35 0С, влагосодержание х2 =
0,032 кг/кг. |
|
Количество испарившейся влаги |
|
W=Gг(х2-х1), |
(3.39) |
W=14160(0,032–0,01)=311,5 кг/ч.
По расходам охлаждаемой и свежей воды, а также расходу воздуха выбираем марку градирни «Одесса -100» (табл. 2.7).
Принимаем фиктивную скорость воздуха по сечению аппарата wф=5 м/с и определим площадь опорной решетки (сечения аппарата)
Sp=Gг/3600wфpг, (3.39) Sp=14160/3600·5·1,2=0,655 м2.
Высота неподвижного слоя Н0 не должна превышать (5÷8)dш. Принимаем
dш=30 мм, Н0 = 8dш = 8·0,03=0,24 м.
Объем шаров
Vш=Н0Sp(1–ξ )=8·0,03·0,655(1–0,4)=0,094 м3,
где ξ =0,4 - доля свободного сечения между шарами неподвижного слоя.
Количество шаров
nш=6Vш/πd3ш =6·0,094/3,14·0,033=6653.