Градирня

Що відбувається

Секція вентиляторної градирні з протитечією розміром 3 × 3 м зі зрошувачем заввишки 1,2 м охолоджує воду з конденсатора установки. Вода падає крізь зрошувач, а вентилятор тягне крізь нього повітря вгору; у кожному з дванадцяти шарів повітря наближається до стану біля поверхні води: його вологовміст прямує до вологовмісту насичення за температури води з числом одиниць переносу h_d·a·V/q_a (q_a і q_w — масові витрати повітря і води), а температура — до температури води, причому число одиниць переносу тут додатково множиться на коефіцієнт Льюїса 0,92. Більша частина тепла йде на випаровування невеликої частки води; скільки ентальпії отримує повітря, стільки втрачає вода. Повітря, що виходить із шару пересиченим, конденсує надлишок вологи в туман. Водозбірний басейн під зрошувачем змішує охолоджену воду зі свіжою підживлювальною водою й повертає її до конденсатора.

За навантаження 600 кВт на 15 кг/с води й повітря 25 °C та 50 % (температура мокрого термометра 17,9 °C) вода в басейні встановлюється на 24,2 °C: перепад температур води — 9,4 К, а недоохолодження до температури мокрого термометра — 6,5 К; випаровується 0,22 кг/с — 0,15 % витрати на кожен кельвін перепаду. Удвічі більше навантаження піднімає температуру в басейні до 27,1 °C. Сухіше повітря охолоджує сильніше: за вологості 15 % температура води на виході зі зрошувача падає з 25,5 до 23,0 °C, а за вдвічі меншої витрати повітря підіймається до 29,3 °C. У холодний вологий день за 5 °C і 80 % повітря виходить за 22,4 °C насиченим і несе 1,07 г туману на кілограм — це і є факел; вода в басейні встановлюється на 16,1 °C.

Модель: дванадцять шарів у протитечії, розв’язання методом стрільби знизу; тиск насичення за формулою Бака; сталий коефіцієнт Льюїса; коефіцієнт переносу 1,8·q_w^0,4·q_a^0,6; басейн із 4 т води — один ідеально перемішаний об’єм; потужність вентилятора пропорційна кубу його швидкості; RK4 із кроком 1 с.

Що спробувати

Дочекайтеся, поки температура в басейні встановиться, потім подвойте теплове навантаження або сповільніть вентилятор і стежте за недоохолодженням. Зробіть повітря сухим, а потім холодним і вологим: з’явиться факел туману.