Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

4.3. Результаты сопоставления таяния сферы водного льда омываемой теплой водой

Опыты проводились в экспериментальной установке, которая описана в главе №3, при следующих условиях: диаметр ледяной сферы – = 0,036,001 м; начальная температура воды – =284,1 К; расход воды G = 0,0004 кг/с.
На Рисунке 4.3. дано сопоставление расчетных и опытных результатов по толщине оттаивания сферических слоев льда.
Рисунок 4.3. Зависимость времени оттаивания ледяной сферы от толщины
На Рисунке 4.4. представлена зависимость температуры охлаждения воды от толщины размороженного льда.
Рисунок 4.4. Зависимость температуры охлаждения воды от толщины размороженного слоя

4.4. Влияние коэффициента теплоотдачи на скорость замораживания сферической формы воды (результаты расчета)

Расчеты проводились по математической модели (2.15), при разных коэффициентах теплоотдачи (Рисунок 4.5.). при следующих условиях: диаметр ледяной сферы – d = 0,02,001 м; температура воздуха – = 263,1 К; коэффициент теплоотдачи – Вт/(·К), Вт/(·К), Вт/(·К).
Рисунок 4.5. Зависимость относительной толщины промерзания сферы от времени при разных значениях коэффициента теплоотдачи
Заметно, что величина коэффициента теплоотдачи существенно влияет на процесс замораживания водяной сферы, следовательно при слабых температурах окружающей среды требуется увеличить скорость вентилятора.

Глава 5. Макетные образцы холодоаккумуляционных устройств. Описание, методика и пример расчета

5.1. Описание и принцип расчета холодоаккумуляционной градирни со сферической насадкой

Задачей, решаемой в представленной разработке, (Рисунок 5.1.) является улучшение процесса холодоаккумуляции за счет замораживания воды в волокнистой насадке, с возможностью использования слабо отрицательных температур воздуха (от минус 1.5 и ниже).

Рисунок 5.1. Холодоаккумуляционная градирня
Холодоаккумуляционная градирня содержит электровентиляторный агрегат 1, расположенный в верхней части корпуса 2. В нижний части корпуса 2 находятся воздуховходные окна 3, через которые воздух попадает внутрь аппарата, где для его более равномерного распределения установлены воздухораспределители 4. В средней части аппарата установлены оросительные насадки 5 и форсунки 6 для подачи воды. Аппарат снабжен патрубком для отвода охлажденной воды 7, расположенным в нижней части.
Оросительная насадка (Рисунок 5.2.) представляет собой тела сферические формы 9 (это позволяет получить более высокое значение удельной поверхности), выполненные из гидрофильного материала (например ваты), способного к впитыванию капельной влаги, размещенные с зазором друг относительно друга в три ряда в шахматном порядке в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной. Крепится насадка к ячеистой сетке 2 при помощи не теплопроводных держателях 8, связанных узлом крепления 10.

Рисунок 5.2. Оросительная насадка
Сферические тела оросительной насадки допускают многократные циклы замораживания – оттаивание без потери свойств, впитывания влаги.