ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы БРЫЗГАЛЬНЫЕ БАССЕЙНЫ БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ из "Брызгальные водоохладительные ТЭС и АЭС " Высокопроизводительный брызгальный бассейн для тепловых, а особенно для атомных станций может эффективно работать лишь тогда, когда его проект научно обоснован, что требует выполнения комплексных исследований, в состав которых входят натурные наблюдения на действующих брызгальных бассейнах и наблюдения за состоянием пограничного слоя атмосферы. Для получения надежных данных, обосновывающих новые конструктивные решения охладителя, прежде всего необходимы методика экспериментальных исследований и расчетный метод, с помощью которых можно было бы оценить уровень охлаждения различных по производительности, конфигурации, схемам компоновок разбрызгивающих устройств брызгальных бассейнов, прогнозировать их охлаждающую способность и проектировать бассейн с заданными характеристиками. [c.29] Дать общее теоретическое решение гидроаэродинамики капельного потока брызгального бассейна в настоящее время не представляется возможным ввиду ограниченности наших знаний по всему комплексу вопросов от образования капель до их совместного участия в процессе охлаждения, от аэродинамики, тепло- и массообмена в капельном потоке до атмосферных процессов, определяющих вынос значительного количества теплоты, сбрасываемой ТЭС или АЭС. Поэтому наиболее перспективным направлением в изучении теплосъема с капельного потока брызгального бассейна является сочетание теоретических расчетов с экспериментом. [c.29] Сложный процесс взаимодействия нагретого капельного потока с атмосферой можно иллюстрировать схемой, представленной на рис. 1,7. Основной капельный поток (область б) создается системой разбрызгивателей, располагающихся в один ряд по высоте пли в несколько рядов, и формируется вследствие сложного взаимодействия факелов разбрызгивания, создаваемых в разных бассейнах различными конструкциями сопл. Размеры капель имеют широкий спектр от долей миллиметра до 6—10 мм в диаметре и более. Они летят по криволинейным траекториям с различными скоростями, деформируются в полете, изменяют вследствие испарения свою массу, температуру (возможно деление крупных капель на более мелкие). В зависимости от схем плановой и высотной компоновок, типа разбрызгивателя, действующего напора и ветрового воздействия капельный поток брызгальных бассейнов может занимать различное пространство. Концентрация капель и плотность орошения при этом существенно различны в каждой точке как занимаемого ими объекта, так и площади брызгального бассейна. Известные расчетные модели брызгальных бассейнов основываются на анализе процессов тепло- и массопередачи и изучении аэродинамики именно в области б. [c.30] Представляют также существенный интерес характеристики воздушного потока в этой части брызгального бассейна его распределение по высоте, пульсация, турбулентность и т. п. Наружный поток воздуха входит в область а при минимальной плотности капельного потока, образуемого отдельными каплями, летящими по наиболее протяженным траекториям. Далее воздушный поток встречает все более плотный капельный поток, растет концентрация капель в активном объеме. Максимальное значение теплосъема определяется наличием в этой области пространства некоторой средней для бассейна в целом плотности орошения, развитого факела разбрызгивания и активного воздушного потока, когда его температура и влажность еще не стабилизировались. [c.31] К вертикали. При начальной скорости капель но направлению ветра Уко = 510 см/с в зависимости от расположения разбрызгивающего устройства и его размеров они пролетают разные расстояния. [c.32] На рис. 2.1, а приведены расстояния относа капель в зависимости от их крупности и высоты расположения сопла при направлении вылета, совпадающем с направлением потока воздуха. Из графика следует, что в случае, когда сопло расположено на высоте 1 м от поверхности воды, капли диаметром 1 мм отлетают (при напоре 0,1 МПа) на 5,5 м, а при расположении сопла на высоте 6,6 м при прочих равных условиях — на 14 м. Для крупных капель диапазон изменения горизонтального перемещения меньше. Капля диаметром 5 мм при расположении сопла на высоте 1 м летит на расстояние около 9 м, при высоте 6 м — на 12,5 м. Это объясняется тем, что влияние потока воздуха на мелкие капли гораздо более существенно, чем на крупные, отсюда и значительное влияние уровня расположения разбрызгивающих устройств. [c.32] Если ветер направлен против направления вылета капель, то характер их движения может быть проиллюстрирован графиком рис. 2.1,6. Только крупные капли (более 2 мм в диаметре) сохраняются в зоне впрыска. Остальные сносятся ветром и на значительное расстояние от 1,5 до 10,0 м для к = 1 мм при расположении сопла соответственно на высоте 1,0 и 6,6 м. Термина капель при их полете по направлению ветра и при встречном ветре иллюстрируется графиком рис. 2.2. [c.32] В настоящее время известные методы теплового расчета брызгального бассейна основываются на рассмотрении зоны вспрыска, т. е. области б (см. рис. 1.7). Эта область занимает основное пространство ныне действующих и проектируемых брызгальных бассейнов, несет основную нагрузку по расходу воды и по доле в общем теплосъеме брызгального бассейна. Поэтому изложение расчетно-экспериментального метода целесообразно начать с расчетной схемы для области б. [c.34] Расчетно-экспериментальный метод основывается на анализе двух основных составляющих уравнения теплового баланса, а именно количества теплоты, переданной капельным потоком воздуху в результате тепло- н массообмена, и количества теплоты, выносимой воздухом. [c.34] В отличие от уравнения (2.3), где интенсивность теплосъема характеризуется коэффициентами диффузии с водной поверхности единичных капель, в этом уравнении использованы объемные коэффициенты тепло- и массоотдачи, определяющие теплосъем реального объема охладителя, занятого каплями. [c.34] Согласно лопуп1ению о равномерной плотности орошения в области б (см. рис. 1.7) полученные данные эксперимента можно распространить на всю занимаемую каплями область. [c.35] Прежде чем перейти к решению задачи об оценке рабочих характеристик в области б брызгального бассейна, необходимо рассмотреть упрош,енную физическую модель капельного потока брызгального бассейна, сделав необходимые допущения. [c.35] С учетом перечисленных изменений была составлена система уравнений для квазистационарного неоднородного по горизонтали турбулентного потока воздуха, участвуюп его в теплообмене. [c.36] Здесь Го — относительная влажность воздуха у подстилающей поверхности в долях единицы. [c.37] Результаты расчета представлены на рис. 2.4. Как следует из графика, различные значения коэффициентов тепло- и маеоотдачи предопределили различие температур охлажденной воды на первых метрах зоны контакта капельного потока с набегающим ветром. Далее охлаждение воды доходит до некоторого минимума, составляющего 0,5—ГС, который практически не зависит от дальнейшей протяженности брызгального бассейна. Область наиболее пнтеисивиого тепло-и массообмена во всех трех расчетных случаях ограничивается 10—15 м от наветренной стороны брызгального бассейна. Близкая по характеру зависимость получена и для параметров воздушного потока. [c.38] Для сравнения результатов расчета по теоретической модели с данными натурных испытаний были построены графики зависимости коэффициента эффективности брызгальных устройств или КПД брызгального бассейна t]=A//(/i—т) от протяженности зоны теплообмена (рис. 2,6). Сравнивая зависимости, можно отметить, что данные натурных исследований имеют несколько более высокие значения т] для них наиболее приемлемыми оказываются коэффициенты тепло- и массоотдачи, полученные на опытной установке и близкие полученным при натурных исследованиях брызгальной поперечноточной градирни. Показательно, что и расчетный вариант, и данные натурных измерений дали сходимость кривых падения температур на расстоянии 8—10 м от входа воздуха в зону теплообмена. [c.40] Теоретическая модель взаимодействия капельного потока брызгального бассейна с набегающим ветром весьма близка закономерностям, выявленным при натурных исследованиях. Важно, что при расчетных плотностях орошения порядка 4—5 mV(m -4) целесообразная протяженность брызгального бассейна не должна превышать 10—15 м, причем для каждой плотности орошения (при постоянном спектре капель и некоторой усредненной скорости ветра) имеется оптимальная протяженность брызгального бассейна. Необходимо подчеркнуть, что под протял енностью бассейна подразумевается длина области повышенной плотности орошения до 5,0 mV(m -4), за ней пред- полагается устройство воздушного коридора и далее вновь область повышенной плотности орошения. Из таких брызгаль-ных систем могут быть выполнены брызгальные бассейны разной производительности. [c.41] В заключение можно отметить, что при значительной протяженности брызгального бассейна основная его область б обладает малой тепловой эффективностью. Наличие активной области а определяет необходимость постановки исследований именно этой части брызгального бассейна на крупномасштабных фрагментарных установках. [c.41] Учитывая сложность формирования капельного потока брызгальных бассейнов, отсутствие достоверных методов расчета охлаждающей способности бассейна в целом, а также необходимость создания брызгального бассейна большой производительности для использования в качестве основного охладителя ТЭС и АЭС, особое внимание необходимо уделять постановке экспериментальных исследований. [c.41] Вернуться к основной статье