冷却塔模拟计算方法1
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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。
冷却塔的正规计算
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NH-5000m 3/h 热工及阻力计算书总循环水量:20000m 3/h1. 单塔循环水量: NH-5000m 3/h 钢混框架机械通风玻璃钢冷却塔4台2.热力性能计算根据用户冷却塔的实际使用需要,采用方型逆流式钢筋混凝土玻璃钢围护结构冷却塔,现对冷却塔进行热力计算和设计,确定冷却塔各主要参数。
此计算方法参照GB7190.2-1997《玻璃钢纤维增强塑料冷却塔》国家标准规定,用焓差法进行计算,积分计算采用辛普逊n 段近似积分计算公式。
2.1设计参数根据贵公司冷却塔提供的气象参数作为计算设计参数,其各气象参数如下: 干球温度:θ1=31.5℃ 湿球温度:τ=28℃ 大气压力:P 0=101.1kpa已知单塔冷却水量为5000m 3/h ,根据工艺要求进塔水温为41℃,出塔水温为32℃,即水温差为9℃,属中温型冷却塔 2.2计算公式进塔空气相对湿度:()"110"θττθP AP P --=Φ (1)其中P θ1"和P τ"分别为对应于θ1和τ时饱和空气的水蒸气分压。
A 为不同干湿球温度计的系数,对通风式阿斯曼干湿球温度计A=0.000622饱和空气的水蒸气分压在0℃~100℃时按式(2)计算:142305.30057173.2lg "-=p ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-T T 16.373lg 2.816.2731010330024804.0-()T -16.373 (2)式中P "—饱和空气的蒸气分压,kpa ;T —绝对温度,T=273.16+t K 。
P 0—大气压, kpa 进塔干空气密度ρ1()()13"127314.287101θρθ+⨯Φ-=P P (3)气水比λQG1ρλ= (4)进塔空气焓1i()"10"1111858.12500622.0006.1θθθθP P P i Φ-Φ++= (5)出塔空气焓2iλK tC i i W ∆+=12 ……………………………………………(6) ()2056.0586122---=t t K21t t t -=∆水的比热 ./187.4kg kJ C W =℃ 塔内空气的平均焓m i 221i i i m +=………………………………(7) 温度为t 时饱和空气焓"i ()"0""858.12500622.0006.1ttP P P t t i -++= (8)逆流式冷却塔热力计算基本公式 ⎰-=⋅=Ω12"t t w xv i i dt C QVk β …………………………… (9) 式中:Ω——交换数βxv ——容积散质系数,kg/(m 3·h ) V ——淋水填料体积式(9)的积分可采用辛普逊n 段近似积分公式⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆+∆++∆+∆+∆+∆∆=-=Ω-⎰n n w t w t t i i i i i i n t C i i d C 144241313210"12 (10)由水温差∆t<15,常取n=2,可达到足够的精度,则式(10)变为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-+-∆=-=Ω⎰2"1"1"2"141612i i i i i i t C i i d C m m w t w t t ……………………(11) 2.3NH-5000m 3/h 热力性能计算结果 式(2)得 P θ1"=4.6194 P τ"=3.7773 由式(1)得 Φ=0.6127 由式(3)得 ρ1=0.9991 由t 2=32℃得 k=0.9447进塔空气焓由式(5)得 i 1=89.4858kJ/kg温度为进水温度 t 1=41℃ 时的饱和空气焓由式(8)得 i 1"=174.748J/kg 温度为出水温度 t 2=32℃ 时的饱和空气焓 i 2"=110.714kJ/kg 平均饱和空气焓 i m "=139.336kJ/kg 气水比λ=0.753 风量G=3300km 3/h由式(10)得冷却塔 Ω=1.5258 满足设计条件下所需容积散质系数 由式Ω=⋅QVk XV β βxv =16974kg/(m 3·h ) 填料特性电算结果说明以上塔型完全满足用户提出的工况条件,并有富余。
玻璃钢冷却塔工艺设计计算书

玻璃钢冷却塔工艺设计计算书一、热力计算:1、 热力性能计算方法:按照GB7190.2-1997《大型玻璃纤维增强塑料冷却塔》规定,用焓差法进行计算,采用辛普逊近似积分计算公式计算。
2、 由招标文件中提供的冷却塔工艺参数及气象参数: 2.1工艺参数进塔水温 t 1=40℃ 出塔水温 t 2=30℃ 单台冷却水量 Q=4000m 3/h 2.2气象参数干球温度 θ=27.5℃ 湿球温度 τ=24.9℃ 大气压 P=1016.3mbar计算公式式中:βxv ——填料容积散质系数 kg /m 3 .h V ——淋水填料总体积 m 3Q ——单塔处理水量 m 3 /h t 1 t 2 ——进出塔水温 ℃ I ——冷却塔淋水装置中的空气焓 KJ/Kg I ″——与I 对应饱和空气焓 KJ/Kg K ——蒸发水量带走的热量系数交换数辛普逊近的积计算公式式中:t ——进出水的温度差℃I1″- I2——进水温度下的饱和空气焓与排出塔的空气焓的差 KJ/KgI m ″- Im——进出水平均温度下的饱和空气焓与进出水平均空气焓的差KJ/KgI 2″- I1——出水温度下的饱和空气焓与进入塔内的空气焓的差KJ/KgC w ——水的比热 4.1868KJ/Kg·℃进塔空气相对湿度式中: θ——空气干球温度℃τ——空气湿球温度℃Pθ″——干球温度时的饱和空气的水蒸气分压 KpaPτ″——湿球温度时的饱和空气的水蒸气分压 KpaPO——大气压力 Kpa饱和水蒸气分压力按下列计算:式中:P″——饱和空气的蒸气分压KpaT ——绝对温度T=(273.16+t)K进塔干空气密度γ1kg /m3式中Po, P θ″同上式中: Po, P θ″同上出塔空气焓I 2 KJ/Kg式中: K 、 C w 、△t 、 I 1同上 温度为t 时的饱和空气焓I 1″KJ/Kg淋水段的风速、重量风速、淋水密度计算式如下V=G/3600·F (10) gk=r ·V (11) q=Q/F (12) 式中:V——淋水段风速m/sF ——淋水段面积m 2 g K ——淋水段重量风速kg / m 2 .s q ——淋水密度T/ m 2 .h4.1、根据选定“上海尔华杰机电装备制造有限公司(原上海化工机械二厂)”生产的L92型风机,作为空气动力匹配。
冷却塔循环水量换算公式

确定冷却塔循环水量的换算公式:1.冷却塔公称流量=主机制冷量(KW)x x x 861/(1000?t) (m3/h)2.冷却塔公称流量=主机制冷量(kcal/h)x x /(1000?t) (m3/h)3.冷却塔公称流量=主机制冷量(RT)x x x 3024 /(1000?t) (m3/h)4.冷却塔公称流量=主机(蒸发器)水流量(m3/h)x x (m3/h)4.冷却塔公称流量=主机(冷凝器)水流量(m3/h)x (m3/h)式中:—为选型余量—为冷凝器负荷系数,对溴化锂主机取861—为1KW=861(kcal/h)3024—为1RT=3024(kcal/h)?t—冷却水进出水温差,国际工况下取?t=5℃RT—表示冷吨冷却塔蒸发损失的计算公式:蒸发损失:E(%)=?t/600 x 100%=5/600 x 100%=%?t—冷却水进出水温差,国际工况下取?t=5℃600: 水的蒸发热(kcal/kg)举例:已知主机制冷量100 x 104(kcal/h)电制冷冷水机组一台,需选多大的冷却塔国际工况下满负荷运行一天(24h)该冷却塔蒸发损失水量是多少计算:冷却塔公称流量=100 x 104x (1000x5)=300(m3/h)蒸发损失水量Q=300 x E (%) x 24h=300 x x 24= (m3/天)美国冷吨=3024千卡/小时(kcal/h)=千瓦(KW)1日本冷吨=3320千卡/小时(kcal/h)=千瓦(KW)(注:1冷吨就是使1吨0℃的水在24小所内变为0℃的冰所需要的制冷量。
)制冷技术中常用单位的换算:1马力(或1匹马功率)=瓦(W)=千瓦(KW)1千卡/小时(kcal/h)=瓦(W)1美国冷吨=3024千卡/小时(kcal/h)=千瓦(KW)1日本冷吨=3320千卡/小时(kcal/h)=千瓦(KW)摄氏温度℃=(华氏°F-32)5/9(注:1冷吨就是使1吨0℃的水在24小所内变为0℃的冰所需要的制冷量。
热质交换原理与设备复习重点

由于水的进出口温差(t1-t2)<15℃,故可用Simpson积分法的两 段公式简化计算冷却数N。假设不同的水气比,计算过程及结 果列于表6-6。表中出口空气焓i2按式(6-69)计算。
冷却数的计算 表6-6
项目 气水比,G/W 单位 计算公式 0.5 数值 0.625 1.0
出口空气焓,i2
空气进出口焓平均值,im Δi2 Δi1 Δim
图6-53 K值与冷却水温的关系
用式(6-68)对全塔积分可得: (6-69)
式(6-69)可用于求解与每个水温相对应的空气的焓值。 另, 综合上面所得的各式可得:
对此进行变量分离并加以积分: (6-70) 式(6-70)是在迈克尔方程基础上以焓差为推动力进行冷却 时,计算冷却塔的基本方程。若以N代表两式的左边部分, 即: (6-71)
2)冷却数的确定 在冷却数的定义式(6-71)中,(i″-i)与水温 t之间的函数关系极为复杂,不可能直接积分求解,因此一 般采用近似求解法。 若精度要求不高,且水在塔内的温降Δt<15℃时,常用下列的 两段公式简化计算: (6-74) 式中 i″1、i″2、i″m:与水温t1、t2、tm=(t1+t2)/2对应的饱和空气 焓,kJ/kg;i1、i2:分别为冷却塔中空气进口、出口处的焓, kJ/kg。
称N为按温度积分的冷却数,简称冷却数,它是一个 无量纲数。 冷却数N表示水温从t1降到t2所需要的特征数数值, 它代表冷却负荷的大小。 在冷却数中的(i″-i)是指水面饱和空气层的焓与外界 空气的焓之差Δi,此值越小,水的散热就越困难。 所以它与外部空气参数有关,而与冷却塔的构造和 型式无关。 在气量和水量之比相同时,N值越大,表示要求散发 的热量越多,所需淋水装置的体积越大。
冷却水塔面积

冷却水塔面积
摘要:
一、冷却水塔的概述
二、冷却水塔的分类和结构
三、冷却水塔面积的计算方法
四、影响冷却水塔面积的因素
五、冷却水塔面积的选择与应用
正文:
冷却水塔是工业生产中常用的一种设备,主要用于降低循环冷却水的温度,以保证设备的正常运行。
冷却水塔的面积是衡量其散热能力的重要指标。
冷却水塔主要分为自然通风冷却塔和机械通风冷却塔。
自然通风冷却塔主要依靠空气的自然流动进行通风,适用于中小型冷却水系统;机械通风冷却塔则通过风机强制通风,适用于大型冷却水系统。
冷却水塔面积的计算方法主要有两种:一种是按照冷却水塔的设计流量和进口温度计算;另一种是按照冷却水塔的散热面积和散热系数计算。
影响冷却水塔面积的因素主要有:冷却水塔的设计流量、进口温度、出口温度、环境温度、空气湿度等。
在实际选择中,需要根据具体工况,综合考虑这些因素,选择合适的冷却水塔面积。
冷却水塔面积的选择应结合设备的需求和现场条件进行,既要保证冷却效果,又要考虑经济性和实用性。
冷却水塔面积选择过大,会增加投资成本;选择过小,则可能影响冷却效果,甚至导致设备损坏。
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 :mw u m u w r tc Q r t Q c K 2211-=-=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 vK 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:Q VK xv β=Ω'(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:⎰-=Ω120"t t t w h h dt c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。
冷却塔冷却效果数学模型与计算方法

ffil论文冷却塔冷却效果数学模型与计算方法*苏振兴1谭志锋1谭小卫1黄祖健2(1.新菱空调(佛冈)有限公司2广东新菱空调科技有限公司)摘要:基于能量和质量守恒方程、能量传递方程及空气与水之间的传质方程,建立叉流流型和逆流流型冷却塔的传热传质数学模型。
通过模型分别计算叉流流型和逆流流型的出口水温和空气湿温度,从而反映冷却塔的冷却效果,为工程设计和优化提供理论依据。
关键词:叉流;逆流;冷却塔;传热;传质0引言冷却塔主要应用于空调冷却、冷冻和塑胶化工等行业,具有广阔的市场前景。
随着国家低碳环保、节能减排等政策的提出,冷却塔向着低能耗、低噪声和环保的趋势发展⑴。
学者Melkel^于]925年首次阐述冷却塔运行机理并建立Melkel模型,该理论虽为后人提供了研究方向及基础,但其忽略了水分的蒸发,且计算精度低、计算量偏繁琐冈,难以得出冷却塔实际运行情况。
本文以应用范围较广的方形冷却塔为研究对象,在Melkel模型、Popped模型和e-NTUP]模型的基础匕口以改进,建立兼顾高计算精度和低计算量的传热传质模型。
1建立传热传质数学模型在计算冷却水与空气热质交换的过程中,为简化计算间,作如下假设:1)水和空气的热质交换过程是稳态的,物性参数为常数;2)流体与环境之间不存在物质交换,为绝热过程;3)传质阻力集中在空气侧;4)冷却水均匀喷淋、传热与传质界面相同;5)不考虑轴向的热质传递。
因此图](a)所示的叉流热质交换过程,可简化为图](b)所示的二维传热传质问题;图2(a)所示的逆流热质交换过程,可简化为图2(b)所示的一维传热传质问题。
1.1叉流流型冷却水与空气的叉流热质交换过程如图1(a)、图1(b)所示。
叉流情况下的能量和质量守恒方程式为%処|%OgtJ=°图1叉流型却塔模型(b)一维简化图填料高度Z-填料厚度填料宽度Z”水HXr空气合图2逆流型冷却塔模型些.丝+丄.亟=0H dz L dx⑵其中,加为空气流量,单位kg/s;屁为空气焙值,单*基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFC0704100)2019年第40卷第4期自动化与信息工程17dh a _NTU-Le dz L位kJ/kg ;加w 为水流量,单位kg/s ; t w 为水温,单位。
冷却塔的热力计算之欧阳引擎创编

冷却塔的热力计算欧阳引擎(2021.01.01)冷却塔的任务是将一定水量Q,从水温t1冷却到t2,或者冷却△t=t1-t2。
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vβ,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 mkg //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。
冷却塔填料计算方法

冷却塔填料计算方法
冷却塔是一种热物质散热的设备,由于其体积小、热效率高和使
用成本低,广泛应用于化工、电力和制冷等领域。
冷却塔的填料是起
到增大热交换面积和破碎水流的作用,同时减小水流速,增大水流时间,提高散热效率的重要构成部分。
下面介绍冷却塔填料计算方法。
首先,计算冷却塔的基础参数。
冷却塔的水流量和空气流量都是
设计冷却塔填料的参数,一般需要按照规格表中的参数进行计算并确认。
同时,还需要对冷却塔内漩涡流的影响进行设计。
最后,需要计
算填料的堆积密度,这是冷却塔填料体积和重量的基础。
然后,计算冷却塔内细节参数,包括在风道和出水口附近的风阻
和水阻等。
这需要对冷却塔设计者的经验和塔内的实际状况了解得越多,计算质量也就越好。
最后,计算填料参数。
填料参数的计算方法一般是先动态实验的
试验,包括试验填料的水处理能力、空气处理能力、水温、空气温度、水流速度、空气速度、湿度、压力等参数。
通过试验得到的填料参数
可以精确地影响填料的设计。
然后再将参数应用到大尺寸冷却塔设计
中进行调整。
建议在动态实验时将填料长度、宽度、高度等参数进行
合理调整,用于确定最佳填料结构和密度。
综上所述,冷却塔填料计算方法需要综合考虑冷却塔和填料本身
的各种参数,考虑实际经验,结合物理和力学等学科进行计算。
只有
完全掌握这些参数,才能设计出能够有效起到散热作用的冷却塔填料。
也才能使我们将散热效率最大化,从而实现更佳的工程设计。
冷却塔散热量计算

冷却塔散热量计算冷却塔是一种常见的工业设备,用于将热能从流体中散发到周围环境中,以降低流体温度。
而冷却塔的散热量计算是非常重要的,它能帮助我们了解冷却塔的散热效果和能力。
我们需要了解冷却塔的工作原理。
冷却塔通常由填料层、水泵、喷淋装置、空气进出口和风机组成。
当热的流体通过塔内的填料层时,冷却塔中的风机会将周围的空气吹过填料,从而将热量传递给空气。
这样,热的流体就会冷却下来,而冷却塔则扮演了一个热交换器的角色。
要计算冷却塔的散热量,我们需要考虑几个因素。
首先是流体的热负荷,即流体需要散发多少热量。
这个热负荷可以通过测量流体的温度差和流量来计算。
其次是冷却塔的热交换效率,即冷却塔将流体的热量传递给空气的能力。
热交换效率可以通过冷却塔的设计参数和实际运行数据来确定。
最后是环境的温度和湿度,它们会影响冷却塔的散热效果。
在计算冷却塔的散热量时,我们可以使用一些常见的公式和计算方法。
例如,可以使用冷却水的流量、入口温度和出口温度来计算冷却水的散热量。
类似地,可以使用空气的流量、入口温度和出口温度来计算空气的散热量。
通过将两者的散热量相加,我们就可以得到冷却塔的总散热量。
除了公式和计算方法,我们还可以通过实际的运行数据来评估冷却塔的散热效果。
例如,我们可以测量冷却塔出口空气中的湿度和温度,以及冷却水的流量和温度。
通过将这些数据与设计参数进行对比,我们可以判断冷却塔是否正常工作,并且能否满足散热要求。
在进行冷却塔的散热量计算时,我们还需要注意一些细节。
首先是单位的选择,我们应该保持一致使用国际通用的单位制。
其次是数据的准确性,我们应该确保测量的数据具有可靠性和精确性。
最后是参数的选择,我们应该根据具体的情况选择适当的参数进行计算,避免使用不合理的数值。
总结起来,冷却塔的散热量计算是一个复杂而重要的问题。
它需要考虑多个因素,包括流体的热负荷、冷却塔的热交换效率和环境的温度湿度等。
我们可以使用公式、计算方法和实际数据来进行计算和评估。
冷却水塔扬程计算方法

冷却水塔扬程计算方法
【学员问题】冷却水塔扬程计算方法?
【解答】冷却水塔扬程计算公式为:
扬程=管路沿程阻力+管路局部阻力+冷凝器侧的阻力+冷却塔中水的提升高度(从冷却水塔的底部水池到喷淋器的高差*0.0098MPa)+冷却塔布水器喷头的喷雾压力(引风式玻璃钢冷却塔约为0.02——0.05MPa,水喷射冷却塔约等于0.08——0.15MPa)
以上摘自全国勘察设计注册公用设备工程师暖通专业考试复习教材
转贴暖通空调自由论坛讨论-冷却水泵扬程过大
用在空调冷却水系统的水泵,冷水机放置在2楼,冷却塔放置在5楼,冷却泵也放置在5楼。
水泵运行噪音特大将水泵出水阀
门关小噪音立刻减小更换过无数次轴承无法解决,请各位老大赐教!(空)zr
和轴承没有关系,水泵扬程过大得可能性大。
可以切削叶轮。
(空)hyy3721
我扬程选的30米应该都可以阿(空)zr
算算阻力。
(空)hyy3721
提供水泵出口处压力表的读数。
(空)tu
水泵出口压力只有2.2实际扬程也仅22米左右。
如果是正常设计流量,可能18米都用不完!(空)WCDMA
读出冷凝器进出口压差,对照额定流量和额定压差,可以计算出实际流量,再对照水泵进出口压差,可以计算出实际所需水泵扬程。
(空)hyy3721
实例:某系统冷却水泵额定扬程31m,实测21m,蒸发器额定压差5.5m,实测12m,计算所需实际扬程12.6m.(空)hyy3721
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
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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。