Такие камеры используются в основном в воздухо-приточных установках с большим расходом воздуха (более 10000 м3/ч). Процесс увлажнения воздуха в камере форсуночного типа соответствует процессу адиабатного увлажнения.
Принципиальная схема камеры увлажнения форсуночного типа представлена на рисунке.
Схема камеры увлажнения форсуночного типа: 1 – корпус; 2 – каплеуловитель; 3 – трубные гребенки; 4 – форсунки; 5 – каплеуловитель; 6 – поддон; 7 – фильтр; 8 – насос; 9 – магистраль подачи воды
Камера состоит из корпуса, входного каплеуловителя, трубных гребенок, на которые устанавливаются форсунки. Для предотвращения выноса капель на выходе из камеры установлен каплеуловитель. Поддон является резервуаром для воды, которая из поддона поступает в фильтр и далее насосом подается к форсункам. Подпитка воды происходит через магистраль. Уровень воды в поддоне регулируется поплавковым клапаном (на рисунке не показан).
Как правило, в камерах используются однофазные форсунки центробежного типа (рабочее давление 2-5 атм.) и, как исключение, двухфазные форсунки – “воздух-вода”. Эффективность увлажнения напрямую зависит от степени распыла (диаметра капли). В форсунках тонкого распыла, применяемых в камерах увлажнения, диаметр капель в среднем составляет 0,06-0,075 мм. Важной для оценки течения смеси воздуха с каплями воды является скорость витания капли. Если скорость витания капли меньше скорости воздушного потока в камере увлажнения, то капля уносится воздухом.
В таблице приведены скорости витания капли в зависимости от ее диаметра d.
|
d, мм |
wВИТ, м/с |
d, мм |
wВИТ, м/с |
|
0,01 |
0,47 |
2 |
6,62 |
|
0,05 |
1,06 |
3 |
8,12 |
|
0,1 |
1,48 |
4 |
9,35 |
|
0,2 |
2,1 |
5 |
10,5 |
|
0,3 |
2,57 |
7 |
12,4 |
|
0,5 |
3,32 |
8 |
13,3 |
|
0,8 |
4,2 |
9 |
14,1 |
|
1,0 |
4,7 |
10 |
14,8 |
Для уменьшения выноса капель скорость воздуха в поперечном сечении камеры увлажнения ограничена величиной 2—2,3 м/с, таким образом, капли воды с диаметром менее 0,2—0,3 мм уносятся потоком. Если вентилятор установлен за камерой увлажнения, то капли сепарируются в радиальном колесе за счет центробежного эффекта.
Для улавливания капель воды используются каплеуловители. Каплеуловители представляют собой набор специально профилированных пластин, установленных вертикально в выходном сечении форсуночной камеры увлажнения. Пластины образуют криволинейные каналы для прохода воздуха, в которых капли за счет действия инерционных сил осаждаются на поверхности пластин. Выделенная из потока воздуха вода по поверхности пластин и по карманам стекает в поддон.
Типичный каплеуловитель показан на рисунке (вид сверху).
Кроме отмеченного ранее ограничения скорости потока, связанного с захватом капель воды потоком воздуха, существует верхний предел скорости, при котором разрушается пленка жидкости на пластинах каплеуловителя и с их кромок срываются капли воды (так называемый вторичный унос).
Так как за каплеуловителем поток отклоняется от осевого направления, то за ним рекомендуется устанавливать направляющий аппарат. Сопротивление каплеуловителей приведено в рекламных материалах фирм-изготовителей и в рабочем диапазоне скоростей 2—2,5 м/с составляет в среднем 20—60 Па.
Одновременно с процессом увлажнения в камерах форсуночного типа происходит также улавливание пыли под действием инерционных сил на каплях волы, а также пластинах каплеуловителей.
Основными достоинствами камер увлажнения форсуночного типа являются:
• относительная простота конструкции;
• дополнительная очистка воздуха от пыли и газов;
• малые затраты мощности на систему подачи воды;
• малоинерционное и глубокое регулирование увлажнения;
• возможность полного слива воды при выключении приточной установки.
К основным недостаткам камер такого типа следует отнести:
• наличие большого числа форсунок, что усложняет регламентные и ремонтные работы;
• возможность бактериального заражения;
• большие габариты.
