闭式冷却塔热力和阻力计算

盘管外壁水膜换热分为两部分换热，一部分为在冷却盘管外时水膜和空气间接 触的对流换热，一部分为在PVC热交换层上时水膜和空气间接触的对流换热。 冷却水膜和流动空气之间的换热是兼有热质交换的热力过程。 （1）、显热交换系数：αа=0.88c.λf/doRefn.Prf0.36
计算时，定性温度采用进出口处空气平均温度tf，计算速度用管簇中最窄截面处 的流速。式中的系数C和指数n和空气的流动状态和管子的排列方式查取。 Ref为空气的雷诺准数、Prf为空气的普朗特数、λf为空气的导热系数 Ref=Wmax.do/vf Vf为空气的运动粘性系数 Wmax为最窄截面处流速 （2）、水膜和空气间的传质系数 σ=αа/Cp （kg/㎡.h）
闭式冷却塔热力和阻力计算 一、冷却塔热力计算 根据换热学公式：Q1=CN△T Q2=KA△T 式中：Q1内除盐水热负荷 C比热4.18KJ/(kg.℃) N=L*K1=流量*流量系数 进出水温差△T=T1-T2 Q2外部冷媒水热负荷 K换热系数（按湿球温度25℃计算） A产品盘管组的换热表面积 △T =△T1-△T2/ln（△T1/△T2） △T1=Hin（热除盐水进口温度）-Cin（冷媒水经过盘管温度） △T2=Hout（热除盐水出口温度）-Cout(冷媒水喷淋管盘温度) 换热器工作原理说明： 换热设备的换热过程是管内被冷却的流体将热量通过管内壁传给管外壁的水膜 ，再由水膜传给冷却盘管间流动的空气和PVC热交换层的空气。 A、 1、 从管内被冷却流体到外部冷媒水排出热负荷Q21=KA△T 管内流体通过管内壁传给管外壁的水膜
K换热系数确定 根据此种闭式冷却塔产品的特点，包括风扇机电的功率，湿球温度25摄氏度等因 素，这是个组合K值包含管内热流体和管内壁传热系数，管内壁和管外壁传热系 数，管外水膜和管外壁传热系数等。 K=1/[1/αi+ri]×do/di+δ/λ×（do/dm）+ro+l/αo] 其中：αi为管内热流体与管内壁之间的传热系数 ri为管内的垢热阻 do为管外径；di为管内径；δ为管壁厚；λ为热导系数
dm=（do-di）/ln（do/di）=（0.016-0.0145）/ln（0.016/0.0145）=0.01524 ro为管外的垢热阻；αo为管外壁与管外水膜质检的传热系数 （1）、热流体在关内的换热系数： Αi=0.023Re0.8.Prn.（λ/di） 其中：Re、Pr、λ为管内流体的雷诺数、普兰特数和热导系数 加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3 Re=w．di /v 其中：w为水在管内的流速 v为运动粘度，㎡/s 水的平均温度为（54+44）÷2=49℃ 查水的热物理性质v运动粘度为0.6075*10-6㎡/s 普兰特数Pr为3.925 热导系数λ64.15×10-2KJ/(kg．℃) （2）、管外壁与管外水膜之间的传热系数： αo=1.3248[GW/(n.A.do)]１/３ 其中：GW为换热设备总冷却水量 n为水平截面上冷却盘管的管列数 A为一列冷却盘管中一排水平管的长度 2、 换热盘管外喷淋水和空气之间的换热 kw/㎡.℃
其中Cp为湿空气的定压比热 （3）冷却水膜和空气间的换热量 Q=εw.m.σ（iw-im）Fh 其中εw是考虑从水膜蒸发到空气中热量对麦凯尔方程的修正系数。与水平均温 度tw相关。 M为水膜与空气间接触的全部表面积与冷却外表面积之比。对于光滑的冷却器， m=1.5~1.8 iw为水膜表面的饱和空气状态焓值、im为进出口空气的平均状态的焓值 Fh为蛇形盘管外表面积 说明：盘管外壁水膜与空气的换热过程中，空气在流经盘管表面时，水膜中的水 蒸发，出口的空气变为饱和的湿空气将热量带走。其中空气发生状态变化，由进 风口的空气状态（i1、t1）变为出口的空气状态（i2、t2）。 盘管外的水将热量传给空气时，一部分热量由空气直接带走，同时水温不可避免 的升高，温度升高的水在PVC热交换层上蒸发散热。 以下根据设计条件及本公司的产品结构型式（采用紫铜盘管）计算：
二、闭式冷却塔流体阻力计算书 根据流体在管内流动阻力计算公式：
ι ห้องสมุดไป่ตู้pu i2 ι e △Pf ζ d 2 （1） i
式（1）包括管壁摩擦阻力、管件阀门等当量长度、管路弯曲管径扩缩等变截面积 等过程造成的流动阻力。所选设备是两个相同盘管组时，应用时为并联进水，计 算阻力为集液管入口和出口之前的阻力，只需计算单盘管组的阻力。 以下冷却塔的盘管流体阻力计算情况简单介绍如下： (一) 800D型冷却塔 1.盘管参数： 盘管为Φ16×0.75mm；内径di=162×0.75=14.5mm；单根管长为1=28m；集液管（DN200），即Φ219×4.5mm；集液分配 室2个；单根盘管管型曲线中有：7个180°回弯。 2.由提供工艺水的特性参数 L1=800m³/h=0.222m³/s 水定性温度：T=（T进+T出）/2=（54+44）/2=49℃；水密度ρ（49℃）=988kg/m³，对应粘 度为μ=0.556mPa•s. 流动工况:单管平均流速的确定，按照盘管组并联，总流量分半；管束的数量为104 ；单管流通截面积S=3.1416*（14.5*10-3/2）2=1.65×10-4 管内流速按平均流速计算，u1=0.222/（S*2*104*3）=2.16m/s Re=ρdiu1/μ=988*14.5*10-3/（0.556*10-3）=25766；均为湍流工况。 集液管入口与出口处流动阻力对应的流速为u2=0.222/（S1*6）=1.18m/s 3.确定摩擦系数及阻力系数：
1、800型冷却塔 A、冷却塔系统负荷要求 系统条件：流量L=800m³/h=222.2 l/s、 进水温度T1=54℃、出水温度T2=44℃ K1=4.18KJ/（kg.℃） 湿球温度：25℃ 计算盘管内除盐水总热量 Q11=4.18*222.2*（54-44）=9288KW 一般此类闭式冷却塔的K值取定： K=0.662 △T =△T1-△T2/ln（△T1/△T2） Cin在湿球温度为25℃的情况下取值31℃ Cout在湿球温度为25℃的情况下取值27℃ △T =（（54-31）-（44-27））/ln（23/17）=19.85 Q21=KA1△T=0.662*A119.85=13.14A 如果要满足换热要求则Q21＞Q11 13.14A＞9288KW 即A1＞9288/13.14=709（㎡） 说明该闭式冷却塔设盘管部分的总换热面积最小值需大于709（㎡）。 这与 800D型冷却塔设计的盘管换热表面积795（㎡）相符合，并考虑了一定的设计余量 。 800D型冷却塔设计的盘管为：104列，16排，共三组，每根长3.5米，盘管直径为Φ 16㎜，厚度为0.75。 表面积S=(0.016-0.00075×2)×3.14×104×16×3.5×3=795㎡