ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Предлагается способ защиты воздушно-радиаторной градирни (сухие градирни или градирни Геллера) от отложений, не требующий обслуживающего персонала и обеспечивающий высокую надежность в работе.

На рис.1 изображено устройство для реализации этого способа, на рис.2 - узел крепления излучателя (преобразователя) к охлаждающей поверхности градирни.

Охлаждающие поверхности 1 трубчатых элементов воздушно-радиаторной градирни соединены в группы посредством трубных досок 2, к которым через волноводные колебательные системы 3 прикреплен излучатель 4 (магнитострикционный преобразователь) в виде пакета пластин 5 из магнитострикционного материала с обмоткой 6, подключенной к импульсному ультразвуковому генератору 7. Генератор состоит из конденсаторов 8 и 9, тиристора 10, сопротивлений 11,12 и источника 13 переменного тока. К одному генератору могут быть последовательно подключены несколько магнитострикционных преобразователей, в данном случае шесть.

Рис.1

Рис.2

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания на положительной полуволне открывается тиристор (напряжение, при котором он открывается, выбирается сопротивлением). Время открытия тиристора - 3-7 мкс, вследствие чего через него и далее через магнитострикционный преобразователь пойдет импульс тока величиной порядка 5 кА. По мере заряда конденсаторов их сопротивление увеличивается, а величина тока в импульсе уменьшается. В отрицательный период тиристор и конденсаторы разряжаются через сопротивления. При следующем положительном полупериоде процесс повторяется.

При прохождении мощного импульсного тока через обмотки излучателей происходит преобразование энергии электромагнитных волн в энергию упругих механических колебаний ультразвукового спектра частот, которые посредством волновода передаются охлаждающим поверхностям трубчатых элементов воздушно-радиаторной градирни и далее - пристенному слою трубок, т.е. к месту кристаллизации тех или иных отложений. При частоте возмущающих колебаний в диапазоне 21,3 кГц достигается оптимальный режим работы.

В случае покрытия охлаждающих поверхностей окислами железа эффективность воздействия ультразвуковых колебаний повышается в 4 раза.

Скорость распространения ультразвуковой волны (продольные колебания) для твердых материалов составляет:

,[м/с],

где:

Е - модуль Юнга, Па;

r- плотность, кг/м ³.

Скорость распространения поперечных волн в твердых телах составляет:

,[м/с],

где:

m- модуль сдвига материала;

r- плотность, кг/м ³.

Скорость поперечных волн меньше, чем скорость продольных волн:

.

Для плоской волны интенсивность ультразвуковых колебаний может быть определена по формуле:

,[Вт/м ²],

где:

Р - давление окружающей среды.

Поглощение упругих колебаний определяется выражением:

А _х=А ₀е ^-aх,

где:

А _х - амплитуда упругих колебаний на расстоянии х(м) от источника;

А ₀ - амплитуда упругих колебаний в точке х=0;

a- коэффициент поглощения.

Расход энергии на работу импульсного ультразвукового генератора и магнитострикционных излучателей не превышает 1,2 кВт/ч.

Высокая экономичность способа объясняется новым принципом возбуждения волноводных колебательных систем.

На разработку подана заявка в комитет по делам изобретений.