冷却塔的通风阻力计算

冷却塔的通风阻力计算

在设计新的冷却塔时，首先要选定冷却塔的型式，根据给定的工作条件决定冷却塔的基 本尺寸和结构，其中包括淋水装置的横截面面积和填料高度、冷却塔的进风口、导风装置、 收水器、配水器等，并选定风机的型号和风量、风压，这样就需要对冷却塔内气流通风阻力作比较准确的计算。

1. 冷却塔的通风阻力构成

冷却塔的通风阻力,即空气流动在冷却塔内的

压力损失，为沿程摩阻和局部阻力之和。通常把冷却塔的全部通风阻力从冷却塔的进口到风机出口分为10个部分进行计算，如图所示： 1p ∆——进风口的阻力； 2p ∆——导风装置的阻力； 3p ∆——空气流转弯的阻力；

4p ∆——淋水装置进口处突然收缩的阻力；

5p ∆——空气流过淋水装置的阻力(摩擦阻力和局部阻力)； 6p ∆——淋水装置出口处突然膨胀的阻力； 7p ∆——配水装置的阻力； 8p ∆——收水器的阻力； 9p ∆——风机进口的阻力； 10p ∆——风机风筒出口的阻力。

冷却塔的通风总阻力 : ∑∆P =∆i

z p （1）

2.冷却塔的局部通风阻力计算

如前所述，冷却塔总的局部阻力包括进风口、导流设施、淋水装置、配水系统、收水器以及风筒阻力(包括风机进出口)、气流的收缩、扩大、转弯等部分。各局部阻力可按下述公

式来计算：

g

v P i i i

22

i ⋅=∆γξ(毫米水柱) （2）

式中： i ξ ——各局部阻力系数；

i v ——相应部位的空气流速(米／秒)； i γ——相应部位的空气比重(公斤／米3

)；

g ——重力加速度。

而冷却塔的总局部阻力可写成：g

v P h i i i

22

i ⋅∑=∑∆=γξ(毫米水柱)

由于气流密度在冷却塔内变化很小，所以在球求解时，各处的密度值均取冷却塔进、出口的几何平均值。

气流通过冷却塔各种部件处的速度，可先根据风机特性曲线及热力计算时确定的气水比选择风量G(公斤／时)后，由下式确定：

10

...3,2,110...3,2,13600F G

v =

冷却塔各部件处局部阻力系数 3,2,1ξ值的确定： (1)进风口 55.01=ξ

(2)导风装置式中：()L q 25.01.02+=ξ

q ——淋水密度(米3／米2·小时)；

L ——导风装置长度(米)。

(3)进入淋水装置处气流转弯：5.03=ξ

(4)淋水装置进口处突然收缩： ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=ξcp F F 0415.0 cp F ——淋水装置的截面(m 2

)。

(5)淋水装置 ()Z Kq e +ξ=ξ15

式中：e ξ——单位高度淋水装置的阻力系数； K ——系数；

Z

——淋水装置高度(m )。 淋水装置的阻力亦可以从试验资料直接查得，若需改变形水装置的尺度时，其阻力降的近似值计算可参阅资料。

(6)淋水装置出口突然膨胀2

061⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-

=ξcp F F

(7)配水装置⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ξ32

3713.15.0F F F F cp cp 式中：3F ——配水装置中气流通过的有效截面积(米2

)

cp F ——塔壁内的横截面积(米2)。

(8)收水器式中：222

28125.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ξF F F F cp

cp 式中：2F ——收水器中气流通过的有效截面积(米2

)；

cp F ——塔壁内的横截面积(米2)。

(9)风机进口

9ξ可根据下式确定：ξξξ+⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛-

=cp F F 4091 0ξ——根据0D l 查表取值；

4F ——收缩后的截面积(㎡)；

cp F ——收缩前的截面积(㎡)；

2

sin

8124α⎥⎥

⎦⎤

⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-λ=

ξcp F F

式中：λ—摩擦系数；可采用0.03。

(10)风机凤筒出口(扩散筒) ()p ξδ+=ξ110

式中：δ —－风筒速度分布不均匀而影响修正系数，根据0/l D ； p ξ——根据0D l 查表取值。

由上述计算，我们得到冷却塔的总通风阻力，然后再确认它是否与风机的额定风量下所能提供的风压相适应。如果相适应且又能满足热力性能要求，则该冷却塔的设计计算完成。若不适应就要选用另外的风机或改变冷却塔部件的结构尺寸，重新计算空气的流动阻力，经过多次反复直到既满足风机的风压要求又满足热力性能时为止。