Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

6. szám - Kelemen László: Ipartelepek hűtővízgazdálkodási kérdései és korszerű megoldásuk

480 Hidrológiai Közlöny 1962. 6. sz. Kelemen L.: Ipartelepek hűtővízgazdálkodása is. Magas falhőmérsékletek és nagy At esetében azonban elvízkövesedik, tehát az esetben is célszerű az előlágyítás (1—3 változó nk°-ra). Mind hőtechnikai, mind hidraulikai szempontból a csőkígyós hűtőelem a legkedvezőbb. A kohászat ban alkalmazott beöntött csőkígyók hibája, hogy az öntés során a szén az acélcső anyagába diffundál, ezért a csövek rideggé válnak és belső feszültségek esetében elrepednek. Megoldandó feladat, hogy a csöveket beöntéskor olyan anyaggal burkolják, ami a szón diffúzióját meggátolja, de a hőátadást nem rontja. A szekrényes hűtők és hűtő táskák mindenféle szempontból a legrosszabb rendszerű hűtőelemek. A tápvezetéken érkező víz sebessége a hűtőelem jelentős részében 10—20 cm/sec-ra csökken, vagy éppen stagnál, tehát túlmelegszik, a vízkő kicsapódik, a hordalék leülepszik és a falra ég, ami a hőátadást gátolja. Az elem rövid idő alatt tönkremegy, kiég. Csak egészen lágy 0,1 nk°-os és tiszta (2—5 mg/l lebegőanyagtartalmú) vízzel lehetne az élettartamát megnövelni. Az ilyen víztisztítás viszont igen költségessé teszi a vízellátást. 3. A víz viselkedése a hűtőelemben A víz mozgása a csővezetékben és egyéb zárt térben a fellépő, szokásos sebességviszonyok esetében turbulens. Ily módon a folytonos keveredés biztosított, ami a hűtés folyamatánál igen nagy jelentőséggel bír. A hűtőelem fala közelében felmelegedett vízrészecskét ugyanis a turbulens vízmozgás a faltól távolabb, a hidegebb vízrészecskék közé sodorja és a helyére egy hidegebb vízrészecske sodródik. Ezáltal a hűtés, cLZcLZ 8. hőátadás kedvezőbbé válik. Azt is tudjuk azonban, hogy a zárt térben mozgó víz sebessége a falakkal való súrlódás miatt a teret határoló falak felé csökken és a mozgás közvetlenül a fal mellett megszűnik. A sebesség csökkenése következtében a víz elér egy olyan kis sebességet, amelynél az áramlás laminárissá válik, tehát a vízrészecskék nem keverednek. Ennek következtében ez a vékony lamináris vízréteg a belső térben mozgó vízhez képest túlmelegszik (1. ábra). 50 100 A hűtő fal viz fel öli oldalának hőmérséklete, t

0 [C°] 1. ábra. A víz felmelegedése a hűtő fala mentén ( Dr. Xikos Dimopoulos szerint) Puc. 7. Haepeeamie eoda edojib cmeHbi xoAoduAbnuKa (no dp. HUKOC JJUMOnoyAocy) : [a] paccroflHHe OT RJIOCKOCTH CTeHbi, [B] rpamma C.IOH n.ieHKn Abb. 1. Erwármung des Wassers an der Kiihlerivand (nach Dr. A

T. Dimopoulos) [a]: Abstand von der Wandebene, [!>]: Grenze der Filmschieht tO 60 BO 100 170 1W 160 Falhömérséklet, t„ [C°] 2. ábra. A víznyomás hatása a hőátadásra Puc. 2. BAumue dasAeHun eodu na menAoomdaty Abb. 2. Einfluss des Wasserdruckes auf die Wármeiibertragung A turbulens mozgású vízrészecskék az elszállítandó hőmennyiséget tehát nem közvetlenül a hűtőelem falától, hanem a lamináris vízréteg közvetítésével kapják meg. A turbulens mozgást végző víztömeg hőemelkedésére és hőokozta változásaira jó közelítéssel következtethetünk a hűtőelemből kilépő víz viselkedéséből. Nem áll azonban ugyanez a laminárisan mozgó vékony vízrótegre (0,15—0,20 mm), ahol egészen más hőmérsékleti és hőátadási viszonyok uralkodnak (konvektív áramlás) mint a turbulens térben, vagy a kifolyóvíz esetében. A hűtőelem fala mentén elhelyezkedő vékony vízfilmréteg felmelegedésére, hőátadási viszonyaira és egyáltalán a víznek a hűtőelemben való viselkedésére értékes kísérletsorozatot végzett Dr. Nikos Dimopoidos [5, 6]. Kísérletei során különböző állítható hőterhelésű hűtőelemet vizsgált, különböző fal- és vízhőmérsékletek, víznyomások és vízsebességek mellett. Vizsgálatainak néhány érdekes eredményét a következőkben ismertetjük. A hűtőelem fala által a hűtővíznek átadott fajlagos hőmennyiség, a hűtővíz forráspontja alatti falhőmérsékletek esetén, a következő jól ismert összefüggés alapján határozható meg : q = a -AUo