冷却塔冷却效率评价管理方法(doc 8页)

冷却塔冷却效率评价管理方法(doc 8页)

冷却塔冷却效率评价方法

摘要：利用图形法和EXCEL电子表格编程,对冷却塔冷却效率作出简单直观的判断,既方便又准确,大大简化了计算程序。

1前言

冷却塔的热力计算相当复杂，手算程序尤其繁琐，并且还涉及到查表，而目前市场上虽然有一些商业性的软件，但大部分是针对小型玻璃钢冷却塔设计的，对于大型的工业冷却塔而言，计算起来误差较大，并且使用起来不方便，图形法分析能省去计算，但存在只能定性分析而不能定量分析等缺陷，考虑到焓差法计算是冷却塔热力计算的基础理论，结合冷却塔工艺热平衡图，笔者采用EXCEL电子表格设计了热力计算程序，只需具备EXCEL编辑公式的能力就可直接操作，操作简单，方便实用。非常适合于从事冷却塔设计和运行管理的工程技术人员使用。

2理论分析

(1)

Q：冷却水量，m3/h

β

:容积散质系数，kg/m3h

xv

k:蒸发水量散热系数

i,i”空气焓值，饱和焓值，

kJ/kg

Cw:水的比热，kJ/kg℃

式(1)中右边表示冷却塔的冷却任务的大小,称

冷却数或交换数。与设计的进出水水温、温差以及大气气象条件决定的 ,左边为选定的淋水填

料所具有的冷却能力，称冷却特性数,与选择填料的热力性能和气水比有关,对于给定的冷却任务而言,可以选择适当的填料以及填料体积来满足冷却任务。（1）式右边可用1所示的冷却塔工艺热平衡形象地表述水与空气之间的关系及

焓差推动力。

图1:冷却塔工艺热平衡

和图1中AB线为饱和焓曲线，与进出水温度t

1

有关，CD线为空气操作线，C点对应为进塔空t

2

气焓，D点对应为出塔空气焓， CD线与取决于

大气条件、气水比λ以及温差。其中,t

m 为平均温度，。

3 评价

结合图1的原理，利用EXCEL编程计算冷却效率，可以简化查表步骤，既方便又快捷。

图6：冷却塔冷却数计算表格的表头制作

首先设计如图6所示的表头，图中B～H项为设计者直接填入数值,I～X项为计算机自动显示值处,下面分步介绍自动计算表格的设计。

1).饱和水蒸汽压力的计算

计算饱和水蒸汽压力

式中T=273+θ（θ为空气温度℃）

Pq˝=98.065×10E（kpa）

则相当于湿球温度τ的水蒸气压力编写方法是用鼠标单击K6处，然后在如图所示的编辑输入= 98.065*10^(0.014196-3.142305*(1000/(273+D 6)-1000/373.16)+8.2*Lg(373.16/(273+D6))-0. 0024804*(373.16-(273+D6))),输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此时相当于湿球温度τ水蒸气压力公式编辑完毕。同理，相当于干球温度θ的水蒸气压力编写方法是用鼠标单击L6处，将上式中的D6改为E6即可。

2）.相对湿度的计算

相对湿度可按

进行计算，

则相对湿度的编写方法是用鼠标单击M6处，然后在如图所示的编辑栏输入=（K6-0.0006628*F 6*(E6-D6)）/L6,输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此时相对湿度的公式编辑完毕。

3)湿空气容重的计算

湿空气容重可按

进行计算，

则湿空气容重编写方法是用鼠标单击N6处，然后在如图所示的编辑栏输入= (F6-M6*L6)/0.28 7/(273+E6)+M6*L6/0.4615/(273+E6)，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，

再单击“Enter”键，此时湿空气容重公式编辑完毕。

4）气水比的计算

气水比按

进行计算，

则气水比编写方法是用鼠标单击O6处，然后在如图所示的编辑栏输入= N6*H6/1000/G6，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此时气水比公式编辑完毕。

5）饱和空气焓的计算

为方便统一的公式编辑，同时省去查表的步骤，可引入内田秀雄[1]给出饱和焓与温度的关系式:

,即图中的AB线，此关系式在2 0～40℃误差仅为1%，因此t

对应的饱和空气焓

1

的编写方法是鼠标单击P6处，然后在如图所示的编辑栏输入= 8.265-0.24*B6+0.0254*B6^2，

输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此时t1对应的饱

和焓公式编辑完毕。t

2、t

m

对应的饱和焓编写方

法同t

1

对应的饱和空气焓的编写方法，将上式中的B6改为C6、J6即可。

6）进出塔空气焓值的计算

由图1可以看出进塔空气焓可近似等于湿球温

度τ对应的饱和空气焓，因此i

1编写方法同t

1

对应的饱和焓，只是将上式中的B6改为D6。空气操作线CD上任意一点可用求出。因此i 2

编写方法是鼠标单击T6处，然后在如图所示的

编辑栏输入= S6+I6/O6，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Ent

er”键，i

m

编写方法是鼠标单击u6处，然后在如图所示的编辑栏输入= (S6+t6)/2。

7）逆流塔冷却数的计算

考虑到计算精度，逆流塔冷却数的计算积分采用辛普逊（Simpson）二段公式作简化计算：

则Ω编写方法是鼠标单击V6处，然后在如图所示的编辑栏输入= I6/6*(1/(P6-T6)+4/(R6-U6) +1/(Q6-S6))，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键。

8）横流塔冷却数的计算

先按求逆流塔冷却数的方法求出Ωn,再除以修正系数F

。

的编写方法是鼠标单击W6处，然后在如图所F

示的编辑栏输入= 1-0.106*(1-(Q6-T6)/(P6-S 6))^3.5，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，

待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键。Ω

H 的编写方法是鼠标单击X6处，然后在如图所示的编辑栏输入= V6/W6，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Ent er”键。此时整个计算程序编写完毕。用此程序校验手算值（上海科学技术出版社1981年出版的《冷却塔》及中国建筑出版社1986年出版的《给水排水设计手册》第4册书中的例题（见表1）。