Исходные данные для анализа циркуляции в установках испарительного охлаждения

Надежность испарительного охлаждения определяется в значительной степени циркуляцией воды в системе. Стабильная, надежная циркуляция обеспечивает хороший отвод тепла от элементов.

Циркуляция в системе охлаждения зависит от ряда факторов, которые подразделяют на конструктивные и тепловые. К конструктивным факторам относятся схема соединения охлаждаемых деталей, высота циркуляционного контура, форма (конструкция) охлаждаемых деталей, а к тепловым — величины плотностей тепловых потоков и тепловых нагрузок, их распределение по охлаждаемым деталям и давление пара в установке.

Результаты опыта работы паровых котлов и установок испарительного охлаждения позволяют установить рациональные значения скорости движения воды в коммуникациях и кратностей циркуляции. На основании данных, полученных в результате опытов, отложение солей на внутренней поверхности обогреваемых труб может начаться при кратности циркуляции порядка 2 кг/кг. Минимальное значение кратности циркуляции в установках испарительного охлаждения холодильников принято равным 8 кг/кг, что обеспечивает большой запас надежности охлаждения.

Скорость воды в обогреваемых вертикальных трубах плитовых холодильников при плотности тепловых потоков до 200 тыс. ккал/ч (максимальная величина) на поверхности залитых трубок не имеет существенного значения. Даже самые незначительные скорости циркуляции (0,05 м/сек) обеспечивают надежное охлаждение обогреваемых труб. Однако из-за невысокого качества воды для питания установок в циркулирующей воде может образоваться шлам. Чтобы исключить возможность засорения шламом опускных труб и экономайзерных участков циркуляционного контура, скорость циркуляции не должна быть меньше 0,25 м/сек.

В фурмах доменных печей при попадании на ее поверхность жидкого чугуна плотность теплового потока достигает 3—10в6 ккал/(м2*ч). При низких скоростях воды в этом случае возникает пленочный режим кипения, стенка фурмы быстро нагревается, плавится и фурма выходит из строя. Для исключения пленочного режима кипения скорость воды в фурме не должна быть меньше 10 м/сек. В шестом разделе будет рассмотрено, как можно практически получить достаточно большие значения скоростей движения воды.

Клапаны воздухонагревателей состоят из полых элементов. Для них надежность охлаждения определяется объемным паросодержанием или пропорциональной ему величиной кратности циркуляции. На основании практических данных оптимальное значение кратности циркуляции для элементов клапана принято равным 20.

Приведенные данные по скоростям и кратностям циркуляции положены в основу проектирования установок испарительного охлаждения доменных печей.