Процессы охлаждения воды в охладителях.

Теплообмен в испарительных охладителях. При охлаждении воды в испарительных охладителях понижение ее температуры определяется совместным действием различных по физической природе процессов: теплоотдачи соприкосновением, т. е. переноса тепла путем теплопроводности и конвекции, и поверхностного испарения воды, т. е. превращения части ее в пар и переноса пара путем диффузии и конвекции.
В результате теплоотдачи соприкосновением, которая происходит от среды более теплой к среде более холодной, вода отдает тепло, если ее температура выше температуры воздуха, и получает тепло, если ее температура ниже температуры воздуха.

Когда оба процесса действуют в одном направлении, вызывая охлаждение воды. При ? — 0 передача тепла соприкосновением прекращается, и охлаждение воды происходит только благодаря поверхностному испарению. Вода будет продолжать охлаждаться и при до тех пор, пока количество тепла, передаваемого воздухом воде соприкосновением, не сравняется с количеством тепла, теряемого водой в результате испарения, т. е. пока не будет соблюдаться равенство. Температура воды в этот момент достигнет того же значения, которое имеет температура охлаждающего воздуха т, измеренная смоченным термометром. Это значение температуры является теоретическим пределом охлаждения воды воздухом. Отметим, что хотя охлаждение воды при температуре ее, равной т, прекратится, испарение ее и приток к ней тепла будут продолжаться.

Фактически вода в охладителях не охлаждается до теоретического предела. Например, температура воды, охлажденной на градирнях,
обычно на 8—14° С превышает температуру воздуха по смоченному термометру, но может оказаться ниже температуры воздуха, измеренной обычным (сухим) термометром.

Таким образом, при испарительном охлаждении может быть достигнута температура воды, более низкая, чем температура воздуха.
Особенности теплообмена в водохранилищах-охладителях. При охлаждении воды в открытых водоемах с большим зеркалом воды кроме теплоотдачи соприкосновением и испарением осуществляется также теплообмен излучением. Последний процесс происходит путем проникания солнечной лучевой энергии (радиации) через открытую поверхность воды. При этом часть солнечной радиации отражается от поверхности воды. В то же время происходит излучение тепла водной поверхностью, как всяким нагретым телом или средой (эффективное излучение).


Общий коэффициент теплопередачи ар зависит от теплопроводности материала, из которого выполнен радиатор, толщины стенки его трубок, а также от интенсивности теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубки и от наружной поверхности трубки к воздуху. Он определяется из формулы

Коэффициент а2 имеет весьма низкие значения даже при больших скоростях воздуха, обтекающего радиаторы. Для компенсации плохой теплоотдачи к воздуху выгодно увеличить поверхность радиаторов со стороны воздуха. Поэтому они выполняются с ребрами на наружной поверхности трубок.
Теоретическим пределом охлаждения воды в радиаторных охладителях является температура воздуха, измеренная сухим термометром.