Рассмотрены пленочные противоточные градирни, предназначенные для охлаждения воды атмосферным воздухом. Для повышения достоверности расчета конструктивных характеристик пленочных градирен, а именно высоты регулярных контактных устройств, на примере рулонной полимерной сетчатой насадки выполнена модификация метода единиц переноса, что дает возможность учесть обратное (продольное) перемешивание воды и воздуха. Использованы экспериментальные данные, полученные ранее авторами, по гидравлическим и массообменным характеристикам рулонной сетчатой насадки при пленочном режиме в противотоке фаз. Модификация метода заключается в введении дополнительных слагаемых к высоте единиц переноса в виде чисел Пекле (критериев Боденштейна), что применяется различными авторами при расчете насадочных абсорберов и жидкофазных экстракторов, а также насадочных газосепараторов разделения аэрозольных систем. За счет дополнительных слагаемых требуемая высота регулярной насадки увеличивается на 5-20 %, что повышает точность расчета пленочной градирни при заданном температурном режиме и расходе фаз. Представлены расчетные выражения для тепловой эффективности нагрева воздуха и охлаждения воды. Даны эмпирические и теоретические уравнения для расчета объемных коэффициентов массоотдачи для различных контактных устройств при интенсивном турбулентном режиме движения воздуха при взаимодействии с стекающей пленкой воды. В теоретическом выражении основной информацией является гидравлическое сопротивление орошаемой насадки и коэффициент активной поверхности массообмена. Показаны примеры расчетов высоты насадки и эффективности теплообмена при заданном температурном режиме градирни. Установлено влияние обратного перемешивания фаз на эффективность охлаждения воды. Представленный модифицированный метод теплового расчета может применяться при проектировании или модернизации пленочных градирен в различных отраслях промышленности и энергетики.
Film counterflow cooling towers designed to cool water with atmospheric air are considered. To increase the reliability of calculating the design characteristics of film cooling towers, namely the height of regular contact devices, a modification of the transfer unit method was performed using the example of a rolled polymer mesh nozzle, which makes it possible to take into account the reverse (longitudinal) mixing of water and air. Experimental data obtained earlier by the authors on the hydraulic and mass transfer characteristics of a rolled mesh nozzle in the film mode in the counterflow of phases are used. The modification of the method consists in the introduction of additional terms to the height of the transfer units in the form of Peclet numbers (Bodenstein criteria), which is used by various authors in the calculation of nozzle absorbers and liquid-phase extractors, as well as nozzle gas separators for the separation of aerosol systems. Due to the additional components, the required height of the regular nozzle increases by 5-20%, which increases the accuracy of calculating the film cooling tower at a given temperature and phase flow. Calculated expressions for the thermal efficiency of air heating and water cooling are presented. Empirical and theoretical equations are given for calculating volumetric mass transfer coefficients for various contact devices in an intense turbulent regime of air movement when interacting with a flowing film of water. In theoretical terms, the main information is the hydraulic resistance of the irrigated nozzle and the coefficient of the active surface of the mass transfer. Examples of calculations of the nozzle height and heat transfer efficiency at a given temperature regime of the cooling tower are shown. The effect of reverse mixing of phases on the efficiency of water cooling has been established. The modified thermal calculation method presented here can be used in the design or modernization of film cooling towers in various industries and energy sectors.