RU2554140C2

RU2554140C2 - Water sprinkling nozzle of cooling tower

Info

Publication number: RU2554140C2
Application number: RU2013137794/06A
Authority: RU
Inventors: Феликс Мубаракович Давлетшин
Original assignee: Феликс Мубаракович Давлетшин
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-06-27
Also published as: RU2013137794A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: water sprinkling nozzle of the cooling tower contains input section converging along the water flow, manhole and output section expanding along the flow direction, at that on the outside surface of the output section the water turbulising elements are made, the input section is made with cylindrical nozzle, wall thickness of the input section gradually reduces in direction from the nozzle to manhole, and water turbulising elements are made in form of flat rectangular shoulders located parallel to nozzle axis by rows along the concentric circles, at that shoulders of the second row (from nozzle axis) are installed in staggered order in relation to the shoulders of other rows, shoulders of the last row along the water flow are made double, shoulders of the next to the last row are made with V cut-out at middle, width of shoulders gradually increases, and height gradually decreases from row to row in direction from the nozzle axis , and at edge of the output section a row of shoulders is made, the shoulders are inclined at blunt angle to the tangential generatrix surface of the output section passing through the interfacing point of the shoulder and edge of the output section.

EFFECT: increased dispersion degree and uniform water spraying at output of the water spraying nozzle.

5 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и другим отраслям, использующим на своих предприятиях оборотное водоснабжение, и предназначено для разбрызгивания охлаждаемой воды в вентиляторных и башенных градирнях.The invention relates to a power system and other industries that use recycled water supply at their enterprises, and is intended for spraying cooled water in fan and tower cooling towers.

Известно водоразбрызгивающее сопло, содержащее отражатели в виде непрерывного конуса с зубьями по периферии (см. авторское свидетельство SU №313567, опубл. 1971).Known water spray nozzle containing reflectors in the form of a continuous cone with teeth along the periphery (see copyright certificate SU No. 313567, publ. 1971).

Здесь зубья дробят поток воды на отдельные струи. Однако сформированный соплом поток воды обеспечивает только кольцевое орошение и не орошает зону градирни вблизи сопла.Here the teeth split the stream of water into separate streams. However, the water flow generated by the nozzle provides only annular irrigation and does not irrigate the cooling tower area near the nozzle.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является водоразбрызгивающее сопло градирни, содержащее входной участок, сужающийся по ходу потока воды, горловину и выходной участок, расширяющийся по ходу потока воды, причем на наружной поверхности выходного участка выполнены турбулизирующие поток воды элементы (см. патент GB №2135215, опубл. 30.08.1984).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a water-spraying nozzle of the cooling tower, containing an inlet section, tapering in the direction of the water flow, a neck and an outlet section, expanding in the direction of the water stream, and elements on the outer surface of the outlet section (see GB patent No. 2135215, publ. 30.08.1984).

Однако данное сопло не обеспечивает требуемую степень дисперсии истекаемого из сопла потока воды.However, this nozzle does not provide the required degree of dispersion of the water flow from the nozzle.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.The objective of the invention is to remedy the above disadvantages.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение степени дисперсности и равномерности рассеивания воды на выходе из водоразбрызгивающего сопла.The technical result consists in the fact that an increase in the degree of dispersion and uniformity of water dispersion at the outlet of the water-spraying nozzle is achieved.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что водоразбрызгивающее сопло градирни содержит входной участок, сужающийся по ходу потока воды, горловину и выходной участок, расширяющийся по ходу потока воды, причем на наружной поверхности выходного участка выполнены турбулизирующие поток воды элементы, входной участок выполнен с цилиндрическим насадком, толщина стенки входного участка плавно уменьшается в направлении от насадка к горловине, а турбулизующие поток воды элементы выполнены в виде плоских прямоугольных выступов, расположенных параллельно оси сопла рядами по концентрическим окружностям, причем выступы второго от оси сопла ряда установлены в шахматном порядке по отношению к выступам других рядов, выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными, выступы предпоследнего ряда по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине, ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси сопла, а по краю выходного участка выполнен ряд выступов, наклоненных под тупым углом к касательной образующей поверхности выходного участка, проходящей через точку сопряжения выступа и края выходного участка.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the water-spraying nozzle of the cooling tower contains an inlet section, tapering in the direction of the water flow, a neck and an outlet section, expanding in the direction of the water stream, and on the outer surface of the outlet section there are made elements that inlet water the section is made with a cylindrical nozzle, the wall thickness of the inlet section gradually decreases in the direction from the nozzle to the neck, and the elements that turbulent the water flow are made in the form of flat rim-shaped protrusions arranged parallel to the nozzle axis in rows in concentric circles, and the protrusions of the second row from the nozzle axis are staggered with respect to the protrusions of the other rows, the protrusions of the last row along the water flow are doubled, the protrusions of the penultimate row along the water flow are made with V -shaped in the middle, the width of the protrusions monotonously increases, and the height of the protrusions monotonously decreases from row to row in the direction from the axis of the nozzle, and a series of protrusions are made along the edge of the outlet section, inclined at an obtuse angle to the tangent generatrix of the surface of the output section passing through the mating point of the protrusion and the edge of the output section.

На фиг.1 представлен вид сверху на водоразбрызгивающее сопло.Figure 1 presents a top view of the water spray nozzle.

На фиг.2 представлено сечение Б-Б по фиг.1.Figure 2 presents a section bB in figure 1.

На фиг.3 представлен вид А по фиг.2.Figure 3 presents a view A of figure 2.

На фиг.4 представлено сечение В-В по фиг.2.Figure 4 presents a section bb in figure 2.

На фиг.5 представлено сечение Г-Г по фиг.2.Figure 5 presents a section GG of figure 2.

Водоразбрызгивающее сопло градирни содержит входной участок 1, сужающийся по ходу потока воды, горловину 2 и выходной участок 3, расширяющийся по ходу потока воды.The water-spraying nozzle of the tower contains an inlet section 1, tapering in the direction of the water flow, a neck 2 and an outlet section 3, expanding in the direction of the water stream.

На наружной поверхности выходного участка 3 выполнены турбулизирующие поток воды элементы 4. Входной участок 1 выполнен с цилиндрическим насадком 5, а толщина стенки входного участка 1 плавно уменьшается в направлении от насадка 5 к горловине 2.Elements 4 are made on the outer surface of the outlet section 3, which turbulent the water flow. The inlet section 1 is made with a cylindrical nozzle 5, and the wall thickness of the inlet section 1 gradually decreases in the direction from the nozzle 5 to the neck 2.

На наружной стороне насадка 5 выполнены две лыски 6, необходимые для установки сопла с помощью гаечного ключа, а турбулизующие поток воды элементы 4 выполнены в виде плоских прямоугольных выступов, расположенных параллельно оси 7 сопла рядами по концентрическим окружностям, причем выступы второго ряда от оси 7 сопла установлены в шахматном порядке по отношению к выступам других рядов. Выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными (см. фиг.5), а выступы предпоследнего ряда (см. фиг.4) по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине. Ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси 7 сопла.On the outside of the nozzle 5, two flats 6 are made, necessary for installing the nozzle with a wrench, and the elements 4 that turbulent the water flow are made in the form of flat rectangular protrusions arranged parallel to the nozzle axis 7 in rows along concentric circles, and the protrusions of the second row from the nozzle axis 7 installed in a checkerboard pattern with respect to the protrusions of other rows. The protrusions of the last row along the water flow are doubled (see FIG. 5), and the protrusions of the penultimate row (see FIG. 4) along the water flow are made with a V-shaped cut in the middle. The width of the protrusions monotonically increases, and the height of the protrusions monotonically decreases from row to row in the direction from the axis 7 of the nozzle.

По краю выходного участка 3 выполнен ряд выступов 8, наклоненных под тупым углом к касательной образующей поверхности выходного участка 3, проходящей через точку сопряжения выступа 8 и края выходного участка 3.Along the edge of the output section 3, a series of protrusions 8 are made, obliquely oblique to the tangent generatrix of the surface of the output section 3 passing through the mating point of the protrusion 8 and the edge of the output section 3.

В процессе работы вода из трубопровода (не показан) системы оборотного водоснабжения под заданным давлением через насадок 5 поступает во входной участок 1, где скорость потока воды увеличивается и достигает максимальной скорости в горловине 2. Часть потока воды на периферии потока набегает на турбулизующие поток воды элементы 4 и за счет этого интенсивно турбулизуется, последовательно увеличивая степень турбулентности от ряда к ряду по мере обтекания турбулизирующих поток воды элементов 4, причем за счет того, что выступы последнего по ходу потока воды ряда выполнены сдвоенными (см. фиг.5), а выступы предпоследнего ряда (см. фиг.4) по ходу потока воды выполнены с V-образным вырезом посередине достигается резкое и неравномерное по высоте у V-образных вырезов изменение проходных сечений, что вызывает формирование как горизонтальных, так и вертикальных вихрей в потоке воды, что в результате позволяет получить на выходе из сопла мелкодисперсный поток воды, который затем поступает в оросители градирни. Дальнейшее увеличение турбулентности достигается за счет того, что ширина выступов монотонно увеличивается, а высота выступов монотонно уменьшается от ряда к ряду в направлении от оси 7 сопла, что позволяет за счет обтекания верхних краев выступов формировать в потоке вертикальные вихри, что еще более увеличивает степень турбулентности потока воды.During operation, water from a pipeline (not shown) of the reverse water supply system through a nozzle 5 enters the inlet section 1, where the water flow rate increases and reaches a maximum speed in the neck 2. Part of the water flow at the periphery of the stream runs onto elements that turbulent the water flow 4 and due to this, it is intensively turbulized, successively increasing the degree of turbulence from row to row as the elements 4 flow around the turbulent water flow, moreover, because the protrusions of the latter at the water flow, the rows are doubled (see Fig. 5), and the protrusions of the penultimate row (see Fig. 4) along the water flow are made with a V-shaped cut in the middle, a sharp and uneven change in the passage sections is achieved in the height of the V-shaped cuts , which causes the formation of both horizontal and vertical vortices in the water stream, which as a result allows you to get a fine stream of water at the outlet of the nozzle, which then enters the sprinklers of the cooling tower. A further increase in turbulence is achieved due to the fact that the width of the protrusions monotonically increases, and the height of the protrusions monotonically decreases from row to row in the direction from the nozzle axis 7, which allows vertical vortices to form in the flow due to the flow around the upper edges of the protrusions, which further increases the degree of turbulence water flow.

Одновременно центральная часть потока воды, истекая из сопла вертикально вверх, рассеивается в результате взаимодействия с окружающей сопло воздушной средой и формирует мелкодисперсный поток воды в зоне, окружающей выходной участок 3 сопла. За счет того, что толщина стенки входного участка 1 плавно уменьшается в направлении от насадка 5 к горловине 2 представляется возможность использовать возникающие при обтекании потоком воды выступов перепады давления для формирования колебаний более тонких стенок сопла, которое в свою очередь позволяет усилить турбулизацию потока воды вдоль стенок и уменьшить толщину пограничного слоя воды с соответствующим увеличением дисперсности потока воды на выходе из сопла. Таким образом представляется возможным достигнуть более равномерное распределение и мелкодисперсное разбрызгивание воды по оросителю градирни, что повышает ее охлаждающую способность на величину до 20%.At the same time, the central part of the water flow, flowing out of the nozzle vertically upward, is scattered as a result of interaction with the air surrounding the nozzle and forms a fine water stream in the zone surrounding the nozzle exit section 3. Due to the fact that the wall thickness of the inlet section 1 gradually decreases in the direction from the nozzle 5 to the neck 2, it is possible to use the pressure drops that occur during the flow around the protrusions of the water to form oscillations of the thinner walls of the nozzle, which in turn makes it possible to increase the turbulence of the water flow along the walls and reduce the thickness of the boundary layer of water with a corresponding increase in the dispersion of the water flow at the exit of the nozzle. Thus, it seems possible to achieve a more uniform distribution and finely dispersed water spraying on the tower sprinkler, which increases its cooling ability by up to 20%.

Данное изобретение может быть использовано во всех отраслях промышленности, где используется оборотное водоснабжение с вентиляторными и башенными градирнями.This invention can be used in all industries where recycled water supply is used with fan and tower cooling towers.

Claims

A water-spraying nozzle of a cooling tower containing an inlet section, tapering in the direction of the water stream, a neck and an outlet section expanding in the direction of the water stream, wherein elements on the outer surface of the outlet section are turbulizing the water stream, characterized in that the inlet section is made with a cylindrical nozzle, wall thickness the inlet section gradually decreases in the direction from the nozzle to the neck, and the elements that turbulent the water flow are made in the form of flat rectangular protrusions parallel to the axis of the nozzle in rows along concentric circles, and the protrusions of the second row from the nozzle axis are staggered with respect to the protrusions of other rows, the protrusions of the last row along the water flow are doubled, the protrusions of the penultimate row along the water flow are made with a V-shaped cut in the middle, width the protrusions monotonically increases, and the height of the protrusions monotonically decreases from row to row in the direction from the axis of the nozzle, and along the edge of the outlet section, a series of protrusions are made, obliquely oblique to the tangent generatrix ited output portion passing through the coupling point of the projection portion and the output edge