冷却塔模拟计算方法1

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冷却塔漂水量计算

冷却塔漂水量计算

冷却塔漂水量计算冷却塔是工业生产中常见的设备,用于将热水或者其他流体降温。

而冷却塔的漂水量是指从冷却塔中流失的水量,这对于工业生产中的水资源管理至关重要。

本文将从冷却塔的原理、漂水量的计算方法以及减少漂水量的措施等方面进行阐述。

一、冷却塔的工作原理冷却塔是通过将热水喷洒到填料上,利用填料的大表面积和良好的气液接触,将水与空气进行热交换,从而实现冷却的过程。

冷却塔中的水会不可避免地产生一定的蒸发和溢流现象,这就是冷却塔的漂水量。

二、冷却塔漂水量的计算方法冷却塔漂水量的计算方法有多种,下面介绍两种常用的计算方法。

1. 水平平衡法水平平衡法是通过计算冷却塔进水量和出水量之间的差值来确定漂水量。

具体计算公式如下:漂水量 = 进水量 - 出水量2. 水分平衡法水分平衡法是通过计算冷却塔进水量、出水量和蒸发量之间的关系来确定漂水量。

具体计算公式如下:漂水量 = 进水量 - 出水量 + 蒸发量三、减少冷却塔漂水量的措施为了减少冷却塔的漂水量,可以采取以下措施:1. 优化填料设计:选择合适的填料材质和结构,增加填料的表面积和湿度,提高冷却效果,从而减少漂水量。

2. 控制进水量:合理控制冷却塔的进水量,避免过量进水导致漂水量增加。

3. 控制出水量:通过调节出水阀门或者泵的工作状态,控制冷却塔的出水量,避免过量出水导致漂水量增加。

4. 控制蒸发量:采取隔热措施,减少冷却塔周围环境的热量传递,从而减少蒸发量,进而减少漂水量。

5. 定期检查和维护:定期检查和维护冷却塔的设备和管道,确保其正常运行,避免漏水等问题导致漂水量增加。

以上措施可以有效地减少冷却塔的漂水量,提高水资源利用率,降低生产成本。

四、冷却塔漂水量的重要性冷却塔漂水量的控制对于工业生产中的水资源管理至关重要。

过高的漂水量不仅会造成水资源的浪费,还会增加生产成本。

同时,漂水量过高还会导致冷却塔的水质下降,影响冷却效果,甚至可能影响设备的正常运行。

因此,合理计算和控制冷却塔的漂水量,对于保证生产过程的稳定和节约水资源具有重要意义。

冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究

冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究

冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究冷却塔是一种常见的工业设备,采用水的喷淋来降低空气温度,达到冷却的目的。

其中,传热与流动特性是影响冷却效果的重要参数。

本文将介绍针对冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究。

一、背景介绍随着现代工业的发展,冷却塔的应用范围越来越广泛。

传统的机械实验方法对于冷却塔传热与流动特性的研究,存在成本高、时间长、数据难以获取等问题。

因此,数值模拟成为一种有效的研究方法,能够快速预测冷却塔的热力学性能,优化设计方案,提高设备运行效率。

二、数值模拟方法数值模拟方法是近年来快速发展的技术之一,通过计算机仿真模拟物理过程,得出数值结果,目前的CFD技术非常适用。

CFD技术是基于流体力学理论的数值计算方法,其中涉及到物理模型、数值算法以及计算边界条件等多方面内容,接下来将对上述三点进行详细介绍。

1.物理模型物理模型是数值模拟的重要组成部分,它涉及到对实际工程问题的理解和把握。

在冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究中,对物理模型的要求包括:准确反映冷却塔的结构特点,考虑多物理场耦合作用(如湍流、传热、质量输运等),给出合适的边界条件。

2. 数值算法数值算法是数值模拟的核心部分,直接影响到计算的精度和速度,目前,常用的数值算法有有限体积法、有限元素法、谱元法等。

在冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究中,介绍有限体积法的应用实例。

由于冷却塔流场的非线性和三维特性,需采用NS方程组(Navier-Stokes Equation)描述其湍流流动和传热,同时考虑相变特性,将传热过程转化为蒸发和冷凝过程。

3. 计算边界条件边界条件是指在计算域边界上给出的物理量的数值,例如速度、温度、压力、密度等。

在冷却塔传热与流动特性的数值模拟研究中,需给出正确的边界条件,如风速、空气温度、水喷淋流量等,以保证计算结果的可靠性。

三、数值模拟应用实例以某水电站冷却塔为例,利用CFD软件建立三维流场模型,考虑多相流流动和传热特性。

冷却塔设计计算举例

冷却塔设计计算举例

冷却塔设计计算举例冷却塔符号说明(名称及单位)这⾥列出的符号是按习惯形成和长期延⽤的统⼀符号。

实际上符号是⼈为定的,不同的名称可⽤各种符号来代替,但为便于识别和运⽤,尽可能予以统⼀。

常⽤的有关冷却塔设计计算的符号与名称⼤致如下:t 1——进冷却塔⽔温(℃);t 2——出冷却塔⽔温(℃);Δt——进、出冷却塔⽔温差(℃),即Δt =t 1 -t 2 ;t m——平均⽔温(℃),t m =(t 1 -t 2 )/2 ;T——绝对温度(城),T =273 +ti ;θ——空⽓⼲球温度(℃);τ——空⽓湿球温度(℃);t 2 –τ——冷幅⾼(℃),此值越⼩,冷却效率越⾼;θ1 ——进冷却塔空⽓的⼲球温度(℃);θ2 ——出冷却塔空⽓的⼲球温度(℃);τ1 ——进冷却塔空⽓的湿球温度(℃);τ2 ——出冷却塔空⽓的湿球温度(℃);P a——⼤⽓压⼒(m m H g ),P a =P g +P q ;P g——空⽓中⼲空⽓的分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P q——空⽓中⽔蒸⽓的分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P ″τ1——进冷却塔空⽓温度为湿球温度τ1 时饱和空⽓中⽔蒸⽓分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P ″θ1——进冷却塔空⽓温度为⼲球温度θ1 时饱和空⽓中⽔蒸⽓分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g ); P ″——饱和空⽓中⽔蒸⽓分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P ″t1——空⽓为进冷却塔⽔温t 1 时饱和⽔蒸⽓分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P ″t2——空⽓为出冷却塔⽔温t 2 时饱和⽔蒸⽓分压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );P ″tm——平均⽔温时饱和⽔蒸⽓压⼒(kg/cm2 ,或m m H g );Q——冷却塔冷却⽔量(m3/h 或kg/h );q——冷却塔淋⽔密度(m3/(m2· h ));G ——进冷却塔的空⽓量,即风量(m3/h 或kg/h );g ——进冷却塔空⽓重量速度(kg/(m2·h )或kg/(m2 ·s ));有时表⽰重⼒加速度(m/s2 );V——外界风速风向(m/s);i 1 ——进塔空⽓的焓(kcal/kg );i 2 ——出塔空⽓的焓(kcal/kg );i m ——平均温度时空⽓的焓(kcal/kg );i″1 ——空⽓温度为进塔⽔温t 1 时的饱和空⽓焓(kcal/kg );i″2 ——空⽓温度为出塔⽔温t 2 时的饱和空⽓焓(kcal/kg );i″m ——空⽓温度为进、出塔⽔温的平均温度t m 时的饱和空⽓焓(kcal/kg );γg——空⽓的密度(⽐重)(kg/m3 );γ——⽔的汽化热(kcal/kg );λ——⽓、⽔⽐(⽆量纲);K——蒸发⽔量带⾛的热量系数(⽆量纲);βxv ——以焓差为基准的容积散质系数(kg/(m 3·h ));V m——塔内平均风速(m/s);Z ——淋⽔填料装置⾼度(m );Z g ——淋⽔填料装置尾部⾼度(m );F——冷却塔内断⾯积(m2 );V——淋⽔填料装置有效容积(m3 ):(注:有时表⽰⽔流或⽓流速度,m/s);N (或Ω)——以温度进⾏积分的交换数(⽆量纲);Σhi——空⽓总阻⼒(mmH2O);hi ——进塔空⽓各部分的阻⼒(mmH2O);D N——⽔管⼦内径(m m );L——管⼦长度(m );n——有时表⽰转速(r/min );有时表⽰根数;有时表⽰孔眼数;ηi——表⽰电机、风机、传动装置等效率(%);ξi——流体(⽔或空⽓)有关阻⼒系数。

冷却塔的热力计算

冷却塔的热力计算

冷却塔的热力计算冷却塔的任务是将一定水量Q ,从水温t 1冷却到t 2,或者冷却△t =t 1-t 2。

因此,要设计出规格合适的冷却塔,或核算已有冷却塔的冷却能力,我们必须做冷却塔的热力计算。

为了便于计算,我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设:(1)散热系数α,散质系数v β,以及湿空气的比热c ,在整个冷却过程被看作是常量,不随空气温度及水温变化。

(2) 在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小,对塔内压力变化影响也很小,所以计算中压力取平均大气压力值。

(3)认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致,也就是不考虑水侧的热阻。

(4) 在热平衡计算中,由于蒸发水量不大,也可以将蒸发水量忽略不计。

(5) 在水温变化不大的范围内,可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线性关系。

冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等,其中最常用的是麦克尔提出的焓差法,以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。

麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式,统一为一个以焓差为动力的传热公式。

在方程式中,麦克尔引进入刘易斯关系式,导出了以焓差为动力的散热方程式。

()dV h h dH t xv q 0"-=β (1) 式中:q dH —— 水散出热量;xv β —— 以含湿差为基准的容积散质系数()[]kg kg s m kg //3⋅⋅ ;"t h —— 温度为水温t 时饱和空气比焓 (kg kJ /); 0h —— 空气比焓 (kg kJ /)。

将式(1)代入冷却塔内热平衡方程:n w w q tdQ c Qdt c dH += (2)式中:q dH —— 水散出热量;w c —— 水的比热()[]C /J o ⋅kg k ;Q —— 冷却水量 (s /g k );u Q —— 蒸发水量 (s /g k )t —— 水温度 (℃) 并引入系数K :式中 m r ——塔内平均汽化热(kg kJ /)经整理,并积分后,可得冷却塔热力计算的基本方程式:⎰-=120"t t t w xv h h dt c Q v K β (3) 上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力,它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关,称冷却塔的特性数,以符号愿'Ω表示,即:(3)式的右端表示冷却任务的大小,与气象条件有关,而与冷却塔的构造无关,称为冷却数(或交换数),以符号'Ω表示,也即:由于水温不是空气焓的直接函数,直接积分有困难,所以,在求解冷却数的时候,一般均采用近似积分方法。

冷却塔计算

冷却塔计算

冷却塔设计计算参考方法本文简述了冷却塔、冷却塔的选型,校核计算,模拟计算方法等,供大家参考。

一、简述如上图,冷却塔放于层间,运行时冷却塔进/排风大致可分为6个区间(图中箭头表示风向,其长度表示风量大小);它们分别是:a 区——冷却塔在A轴方向的主要进风面,该处装有1250mm高百叶3层。

b1/b2——冷却塔入风回流区,在这两个区很可能出现负压;回流在b2区会较多出现。

c 区——冷却塔高速排风区。

d 区——冷却塔在1/A轴方向通风区,该区为负压区,风速较a区高,且以乱流出现居多。

e 区——热风扩散区;冷却塔排风经过一段距离(冷却塔排风口到建筑顶部百叶约4000mm)后,动压明显下降,静压上升,该区属正压区,其间大部分热风经建筑顶部百叶排入大气,少部分弥散后排风受阻会滞留一段时间,但,由于上下(e 区~b区)空间随机存在着压差,使得部分e区弥散的热风回流。

二、冷却塔的选型1、设计条件温度:38℃进水,32℃出水,27.9℃湿球;水量:1430M³/H;水质:自来水;耗电比:≤60Kw/台,≤0.04Kw/M³·h,场地:23750mm×5750mm;通风状况:一般。

2、冷却塔选型符合以上条件的冷却塔为:LRCM-H-200SC8×1台。

(冷却塔[设计基准]37-32-28℃,此条件下冷却塔处理水量为名义处理水量)其中,LRC表示良机方形低噪声冷却塔,M表示大陆性气候适用,H表示加高型,200表示冷却塔单元名义处理水量200M³/H,S表示该机型区别于一般冷却塔,C8表示该塔共由8个单元并联组合而成,即名义处理总水量为1600M³/H。

冷却塔的外观尺寸为:22630×3980×4130。

冷却塔配电功率:7.5Kw×8=60Kw,耗电比为60÷1600=0.0375Kw/M³·h。

冷却塔塔盘保有水量计算

冷却塔塔盘保有水量计算

冷却塔塔盘保有水量计算一、引言冷却塔是工业生产中常用的设备,用于将热水冷却至合适温度再回流至生产过程中。

冷却塔中的塔盘是冷却塔的重要组成部分,其保有水量对冷却塔的稳定运行起着至关重要的作用。

本文将介绍冷却塔塔盘保有水量的计算方法。

二、冷却塔塔盘保有水量的意义冷却塔塔盘保有水量是指在冷却塔运行过程中,塔盘上所保持的水的重量。

塔盘上的水量越大,冷却效果越好,对生产过程的热量排放也越充分。

因此,准确计算冷却塔塔盘保有水量对于保证冷却塔的正常运行和提高冷却效果具有重要意义。

三、冷却塔塔盘保有水量的计算方法冷却塔塔盘保有水量的计算方法一般通过测量塔盘上水位高度和塔盘直径来求得。

下面将介绍两种常用的计算方法。

1. 静态法静态法是通过测量冷却塔塔盘上水位高度来计算保有水量的方法。

具体步骤如下:(1)选择一个合适的时间点,使塔盘上的水处于静止状态。

(2)使用水尺或水位计测量塔盘上的水位高度,记录下来。

(3)根据塔盘的形状和尺寸,计算出塔盘的截面积。

(4)根据测得的水位高度和塔盘截面积,计算出保有水量。

2. 动态法动态法是通过测量冷却塔塔盘上水位变化速率来计算保有水量的方法。

具体步骤如下:(1)选择一个合适的时间段,记录下塔盘上水位的变化情况。

(2)根据时间段内水位的变化量和时间的变化量,计算出水位的变化速率。

(3)根据塔盘的形状和尺寸,计算出塔盘的截面积。

(4)根据测得的水位变化速率和塔盘截面积,计算出保有水量。

四、冷却塔塔盘保有水量计算的注意事项在进行冷却塔塔盘保有水量计算时,需要注意以下几点:1. 测量水位时要确保水位处于静止状态,以保证测量的准确性。

2. 考虑塔盘的形状和尺寸,选择合适的计算方法。

3. 在使用动态法进行计算时,要选择一个适当的时间段,以确保测量的准确性。

4. 根据实际情况,可结合其他参数进行综合计算,以提高计算结果的准确性。

五、结论冷却塔塔盘保有水量的计算是确保冷却塔正常运行和提高冷却效果的重要步骤。

冷却塔的计算

冷却塔的计算

m
du w du dx du =m w = mu w w = −mg + f x dt dx dt dx du du dr du m r =m r = mu r r = f x dt dx dt dx
(12) (13)
式中:m 为雨滴的质量(kg) ;uw 为雨滴速度(m/s);t 为时间(s) ;x、r、g 同前;fx、 fr 为空气对雨滴的作用力,根据文献[5]可按下式计算。
DC 为湿空气的分子扩散系数(m2/h)按下式计算: DC = 0.0805 T 1.8 ( ) × 9.8 × 10 4 Pa 273
式中: Pa 为大气压力(Pa) ;T 为空气的绝对温度(K) 。 雨滴的散质系数为:
Ka = K
6q ρ w uw d h
(20)
式中: d h 为雨区热交换的雨滴当量直径(m) 。其值与雨区高度、淋水密度及风速等因 素有关,确定其值时,先假定一个当量直径,按式(20)在雨区积分与式(11)进行对比, 当二者相等时即为当量直径值。 1.5 边界条件 (1) 冷却塔进风口 进风口给定 p 、 u 、 v 、 k 、 ε 、 ia 值,其中 p 为当地大气压力; u 取值为 0; ia 为进 [7] 给定,k = 0.05v 、ε = k 塔空气焓 (J/kg) ;v 、k 、ε 参照文献
逆流式自然通风冷却塔二维数值模拟优化设计
赵顺安 (中国水利水电科学研究院 北京 100044) 摘要:冷却塔是火力发电厂循环冷却水系统的主要设备,其效率直接影响电厂运行成本。塔内气流运动在 无风时为二维轴对称运动,而目前国内的冷却塔设计计算为一维计算方法,无法对冷却塔进行优化设计。 因此,建立二维冷却塔设计计算方法具有一定的意义。本文对气流运行采用雷诺时均方程,雷诺应力用 kε双方程模型进行封闭,雨区的热交换的雨滴当量直径采用已有的冷却塔雨区热力特性研究成果,建立起 二维自然通风逆流式冷却塔设计计算模型。通过与原型观测资料对比,本文所提出的二维计算方法出塔水 温的计算结果与原型相差小于 0.1℃。结合某电厂工程设计实例,通过二维数值模拟计算,对塔内填料和 配水进行优化布置,冷却塔出塔水温可降低 0.52℃。 关键词:逆流塔、数值模拟、优化设计、热力计算

冷却塔模板工程量计算公式

冷却塔模板工程量计算公式

冷却塔模板工程量计算公式冷却塔是工业生产中常见的设备,用于将热水或者其他流体通过冷却塔的散热装置进行散热,从而降低流体的温度。

在冷却塔的建设过程中,需要进行工程量的计算,以确保施工的准确性和经济性。

本文将介绍冷却塔模板工程量计算的相关公式和方法。

首先,我们需要了解冷却塔模板工程量计算的基本原理。

冷却塔模板工程量计算主要包括模板面积、混凝土用量、钢筋用量等内容。

其中,模板面积是指冷却塔的各个部位所需要的模板面积,混凝土用量是指冷却塔的各个部位所需要的混凝土量,钢筋用量是指冷却塔的各个部位所需要的钢筋量。

其次,我们需要了解冷却塔模板工程量计算的相关公式和方法。

冷却塔模板工程量计算的公式和方法主要包括以下几个方面:1. 模板面积计算公式:冷却塔模板面积 = 冷却塔底面积 + 冷却塔顶面积 + 冷却塔侧面积。

其中,冷却塔底面积和冷却塔顶面积可以根据冷却塔的设计图纸和尺寸进行计算,冷却塔侧面积可以根据冷却塔的高度和周长进行计算。

2. 混凝土用量计算公式:冷却塔混凝土用量 = 冷却塔模板面积混凝土厚度。

其中,混凝土厚度可以根据冷却塔的设计要求和承载能力进行确定。

3. 钢筋用量计算公式:冷却塔钢筋用量 = 冷却塔模板面积钢筋配筋率。

其中,钢筋配筋率可以根据冷却塔的设计要求和承载能力进行确定。

通过以上公式和方法,我们可以计算出冷却塔模板工程量的相关数据,从而为施工过程提供准确的参考。

在实际施工中,我们还需要根据具体情况进行调整和修正,以确保施工的顺利进行。

总之,冷却塔模板工程量计算是冷却塔建设过程中非常重要的一环,它直接影响到施工的准确性和经济性。

通过合理的计算公式和方法,我们可以为冷却塔的施工提供准确的数据支持,从而确保冷却塔的安全性和稳定性。

希望本文对冷却塔模板工程量计算有所帮助,也希望大家在实际施工中能够根据具体情况进行灵活应用,确保施工的顺利进行。

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一、简述如上图,冷却塔放于层间,运行时冷却塔进/排风大致可分为6个区间(图中箭头表示风向,其长度表示风量大小);它们分别是:a 区——冷却塔在A轴方向的主要进风面,该处装有1250mm高百叶3层。

b1/b2——冷却塔入风回流区,在这两个区很可能出现负压;回流在b2区会较多出现。

c 区——冷却塔高速排风区。

d 区——冷却塔在1/A轴方向通风区,该区为负压区,风速较a区高,且以乱流出现居多。

e 区——热风扩散区;冷却塔排风经过一段距离(冷却塔排风口到建筑顶部百叶约4000m m)后,动压明显下降,静压上升,该区属正压区,其间大部分热风经建筑顶部百叶排入大气,少部分弥散后排风受阻会滞留一段时间,但,由于上下(e 区~b区)空间随机存在着压差,使得部分e区弥散的热风回流。

二、冷却塔的选型1、设计条件温度:38℃进水,32℃出水,27.9℃湿球;水量:1430M³/H;水质:自来水;耗电比:≤60Kw/台,≤0.04Kw/M³·h,场地:23750mm×5750mm;通风状况:一般。

2、冷却塔选型符合以上条件的冷却塔为:LRCM-H-200SC8×1台。

(冷却塔[设计基准]37-32-28℃,此条件下冷却塔处理水量为名义处理水量)其中,LRC表示良机方形低噪声冷却塔,M表示大陆性气候适用,H表示加高型,200表示冷却塔单元名义处理水量200M³/H,S表示该机型区别于一般冷却塔,C8表示该塔共由8个单元并联组合而成,即名义处理总水量为1600M³/H。

冷却塔的外观尺寸为:22630×3980×4130。

冷却塔配电功率:7.5Kw×8=60Kw,耗电比为60÷1600=0.0375Kw/M³·h。

三、校核计算1、已知条件:冷却塔LRCM-H-200SC8在37-32-28℃温度条件下单元名义处理水量L=200 M³/H;冷却塔风量G=1690M³/min。

2、设计条件:热水温度:T1=38℃;冷水温度:T2=32℃;外气湿球温度:T w=27.9℃;大气压:Pa=76mmHg;处理水量:L=179 M³/min;水气比:L/G=1.605;热负荷:Q=1074000Kcal/h;组合单元数:N=8。

3、冷却塔特性值依照CTI标准所给出的计算公式Ka·V/L=近似计算为Ka·V/L=×代入数据得,Ka·V/L=1.251。

其中当T x=T1-0.1×(T1-T2)时,dh1=(h w–h a);当T x=T1-0.4×(T1-T2)时,dh2=(h w–h a);当T x=T2+0.4×(T1-T2)时,dh3=(h w–h a);当T x=T2+0.1×(T1-T2)时,dh4=(h w–h a);焓值单位为Kcal/Kg。

随水气比的变化可得到以下数据:由上表数值可以求得冷却塔特性曲线,再按斜率K=-0.6交于设计点(见曲线图)。

4、冷却塔冷却能力比较由上列数值绘出设计条件之特性曲线,然后由设计点(L/G,Ka·V/L)绘出水塔特性斜线与37-32-28℃标准特性曲线相交得到L’/G=1.769。

即,设计条件转换到37-32-28℃标准条件下之当量水量L’=(L’/G)*G代入数据,L’=1.769×1690×60×1.1=197.3M³/h。

而LRCM-H-200S之名义处理水量L=200 M³/h,可以满足设计条件。

5、结果LRCM-H-200S名义处理水量200 M³/h大于设计当量水量197.3M³/h,所以,此机型能满足使用要求。

四、模拟运行计算1、建立数学模型冷却塔实际运行中,各参数的变化是很复杂的,无论何种形式,在表示其热工特性的重要参数上,有,以焓为基准的总容积传热系数(Ka·V/L)与填料的材质特性(Ka)、冷却塔的结构形式、淋水密度(L/A l)、水气比(L/G)、塔体断面通风风速或风负荷(G/A g)……等诸多因素;再综合冷却塔的运行环境等因素,可以设定以下条件:1)冷却塔风机静压P s恒定;2)冷却塔循环水量L一定(此处不计偏差);3)冷却塔热容量Q一定(按主机最大负荷计),且入水温度t1为一定;4)冷却塔放置位置不变;5)冷却塔结构形式不变。

于是,可以知道变化的主要参数有:1)冷却塔风机的风量G;2)冷却塔风机的出水温度t2;3)环境湿球温度t w;我们可以抽象出以下方法对冷却塔的实际运行进行简化模拟:A.对冷却塔a区进风冷却塔进风动力源于风机所产生的静压P s与塔体入风口静压P a之差P s。

v a=;…………①设定A轴百叶开启角度≤20°,再考虑塔体入风百叶影响,取=1.12。

B.对冷却塔d区通风只有塔体入风百叶,取=1.05。

C.对冷却塔b区通风b1区靠A轴百叶仅150mm左右,通风量按它与进风口高度之百分比计约为4%;b1区靠1/A轴距离约1650mm左右,通风量按它与进风口高度之百分比计约为58%。

D.对冷却塔c区排风c区为冷却塔高速排风区,在空间上,它近似于有限空间射流,射流的外形象橄榄。

…………②式中v x——射程x处的射流轴心速度;v0——射流出口处的初平均速度;x——出口至计算断面的距离;d0——送/排风口直径;a——送/排风口的紊流系数;上式是自由射流,它可以大致绘出射流的具体形状(如射程、最大射流断面)。

但,在受限空间,排风口的速度衰减估算一般采用下式。

…………⑶受限空间射流的压力场是不均匀的,各断面的静压随射程的增加而增加;同时,由于射流速度场的相似性,必然有温度场的相似性。

…………⑷此处简化计算为平均值。

式中,⊿Tx——射流x处与周围空气的温度差;⊿T0——射流出口处与周围空气的温度差。

E.对冷却塔e区滞留热空气射流上部受栅栏影响,部分空气流向分散;以及射流过程中排风热空气与周围空气进行热能与动量的交换,其结果导致周围空气温湿度升高,焓值升高的空气一部分上升,另一部分滞留于栅栏下部空间。

这两部分一起形成了e区的滞留热空气。

通过以上建模分析可知,此环境中运行的冷却塔要克服的问题是:b区回流高温高湿空气;d区负压值过大,风量可能不足;c区滞留热空气。

2、参数估算1)已知冷却塔入风口尺寸:7.45×2=14.9m²冷却风机直径:2000mm冷却风机的总静压:110Pa冷却风机的名义风量:28.17 m³/s 塔体风阻力:90 Pa冷却塔设计处理水量:179m³/h冷却塔有效散水面积:6.1m²冷却塔填料容积:14.63m³冷却塔进水温度:38℃环境湿球温度:27.9℃A轴百叶面积:≤11.25 m²易得,冷却塔水负荷(L/A l):29.36 m³/ m²·h冷却塔填料特性值(Ka):15306冷却塔出风口风速(v0):8.98 m/s冷却塔出风口动压(Pv):18.3PaA轴百叶面通风风速:2.81 m/s(注:冷却塔基础墩高度750mm)2)计算冷却塔通风遵循进出风量相等原则,可知,a区通风量与e区排风量相等。

A.在c~e区,计算e区的静压与温度设从风机排出的空气与水热交换100%,即排风口饱和湿空气焓h a2=h a1+L/G(T1-T2)…………⑸e区排风动压P vev e= v0×…………⑹当x/d=2时,v e=1.98m/s,即排风到达顶部栅栏时,动压基本转化为静压,P s≈16.1Pa排风空气在此处静压呈正态分布,热风被排出。

e区空气温度差⊿T e=(38-27.9)×=0.87℃说明e区排风(非饱和湿空气)与周围空气之温度比较接近。

e区弥散的热空气的湿球温度近似为:tw e=27.9+0.87=28.77℃B.在b~d区其中,冷却塔进风两侧,一面临A轴,一面临1/A轴。

假定,两面进风量相同,则冷却塔进风面风速约为1.89 m/s,每面进风量约14.08m³/s。

冷却塔进风临A轴侧,由于靠近百叶,所以风量视为足够;对临1/A轴侧,d区可分上、下两部分通风,其中上部通风约58%;同理,下部通风约38%;即是说,由于下部通风量的不足,上部热风回流大部分弥补了1/A轴侧通风量的不足,同时也造成d区负压过大。

由式⑴,因为G=V·A,冷却塔通风面积一定。

所以,⊿Ps=代入数据,⊿Ps=×(1-0.8836)=0.3Pa超出的负压,使得d区通风恶化,上部热风更多从b2区流向d区,即实际上部通风量应为:58%+4%=62%,d区上、下两部分空气混合而成1/A侧冷却塔的进风,混合后的湿球温度t w’(A轴空气湿球温度t w=27.9℃)。

…………⑺代入数据,求得hw’=21.94Kcal/kg按空调二类地区换算,可得混合后的空气湿球温度:t w’=28.3℃。

它说明1/A轴侧冷却塔的进风湿球温度要比A轴侧的高出0.4℃。

按⑸式可以得出塔热空气的焓h2:h2=21.307+1.605×(38-32)=30.937 Kcal/kg(注:如果按38℃排风温度,出塔热空气的焓应为35.848 Kcal/kg)依照上述结果推算,1/A轴侧冷却水出水温度T2’:T2’=38-=32.4℃到此,计算完成。

3)评述与结论以上结果是在抽象简化后计算得出,鉴于冷却塔在现场运行时情况更为复杂,例如,风机静压的影响,环境的蓄热量,分水均匀度,风叶片的安装角度等等,但,总的说来,冷却塔出水温度偏差应在0.4~0.7℃内。

五、可选改善方案与建议1)可选改善方案为使冷却塔的运行效果更好,可在冷却塔的出风口加装1500mm~2000高的直立导风筒,以防排风动压下降过快。

同时,冷却塔在设计时充分考虑余量,以缓减环境湿球升高的影响。

2)建议由于冷却塔所在空间的空气湿度较大,所以建议作好建筑的防潮与防水工作。

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