冷却塔技术手册.doc

技术手册冷却塔基本工作原理1.1冷却塔中得散热关系在湿式冷却塔中,热水得温度高,流过水表面得空气得温度低,水将热量传给空气,由空气带走,散到大气中去,水向空气散热有三种形式①接触散热、②蒸发散热、③辐射散热。冷却塔主要靠前两种散热,辐射散热量很小,可勿略不计。1.2蒸发散热原理蒸发散热通过物质交换,即通过水分子不断扩散到空气中来完成。水分子有着不同得能量,平均能量有水温决定,在水表面附近一部分动能大得水分子克服邻近水P〃v—水面薄饱与层得蒸汽压力PaPv—湿空气中得水蒸汽分压力Pa分子得吸引力逃出水面而成为水蒸气,由于能量大得水分子逃离,水面附近得水体能量变小,因此,水温降低,这就就是蒸发散热,一般认为蒸发得水分子首先在水表面形成一层薄得饱与空气层,其温度与水面温度相同,然后水蒸气从饱与层向大气中扩散得快慢取决于饱与层得水蒸气压力与大气得水蒸气压力差,即道尔顿(Dolton)定律,可用图1表示此过程。1.3冷却水塔得工作原理实际上冷却水塔工作原理就就是上述水蒸发热质交换得运用,即将热水喷洒在散热材表面与通过之移动空气相接触,此际热水与冷空气之间产生湿热之热交换作用,同时部分得热水被蒸发,也即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至空气中,最后经冷却后得水落入水槽内,然后再回到所需设备利用、循环,具体见图2。根据热力学定律,热水经过冷却塔时,放出之热量相等空气由入口至出口时所吸收之热量。L×(t2-t1)=G×(h2－h1)L/G=(h2－h1)/(t2-t1)=e/R其质量之传递可以下列公式表示:G×eg=ka(EI—eg)dv------(1)eg:空气总质量热焓k:冷却塔单位面积之热惯流率系数a:常数EI:在一定水温时饱与空气热焓cal/kg(BTU/Ib)L:循环水量LPM(GPM)T2:热水温度℃(°F)T1:冷水温度℃(°F)G:风量kg/min(1b/min)H2:出风口空气热焓kcal/kgofdryair(BTU/1bofdryair)H1:入风口空气热焓kcal/kgofdryair(BTU/1bofdryair)L/G:水/气比E:空气热焓差kcal/kgofdryair(BTU/1bofdryair)R:水温度差℃(°F)1.4冷却塔有效容积(m3、ft3)图3为冷却塔冷却过程曲线图,上端之曲线为水得运转线,起始热水温度A点至冷水温度B点为止;下端以斜线C-D为空气运转线,C点位置在相当于入风口湿球温度之热焓处,水与空气比(L/G)等于空气运转线C-D之斜率,D点表示出风口空气温度,斜率C-D之投影长度为冷却温度差,F点表示出风口空气之湿球温度。积分值为冷却过程中产生之热传递单位数,其值等于图3中之ABCD四点构成面积,此值等于冷却塔之特性值,其值随水与空气之比率而变化。kaV/L=(L/G)n×CkaV/L:冷却塔特性质L/G:水/空气比C:试验常数N:试验常数Ka:填料容积散质系数V:填料体积图3:冷却塔曲线图二、冷却塔性能参数2.1冷却效能部分人有一个错误得概念,就就是以冷幅作为冷却水塔效能得标准,并以着来选择合适得散热量,其实冷幅就是冷却水塔运作得反映与效能就是没有直接之关系。热量就是循环系统内所产生得负荷,它得单位为千卡/小时(Kcal/HR)计算公式如下:热量=循环水流量×冷幅×比热系数热量负荷与冷却水塔得效能就是没有直接关系,所以无论冷却水塔得体积大小,当热量负荷与循环水流量不变而运作下,在理论上冷幅都就是固定得。若一座冷却水塔能适合以下之条件而运作:i)出水温度为32℃及37℃ii)循环水流量为200L/Siii)环境湿球温度为27℃iv)逼近=32-27=5℃v)冷幅=37-32=5℃计算其热量应为3600000Kcal/HR此冷却水塔也能适合以下之条件有效地运作:i)出水温度为33℃及43℃ii)循环水流量为200L/Siii)环境湿球温度为23℃iv)逼近=33-23=10℃v)冷幅=43-33=10℃计算其热量应为7200000Kcal/HR从上述举例可显示出相同冷却水塔可在不同热量下运作,而热量得差别示极大,所以不能单靠冷幅来衡量冷却水塔得效能。前文提及冷却水塔得散热量直接受环境湿球温度影响,而以上两列因环境湿球温度有差别,导致逼近不同,所以同一冷却水塔能在以上两条件下运作如常,证明冷却水塔得效能就是直接与逼近有密切关系而不能单以冷幅计算。2.2蒸发耗损量当冷却回水与空气接触而产生作用,把其水温降时,部分水蒸发会引起冷却回水之损耗,而其损耗量与入塔空气得湿球温度及流量有关,以数学表达式作如下说明:令:进水温度为T1℃,出水温度为T2℃,湿球温度为Tw,则*:R=T1-T2(℃)------------(1)式中:R:冷却水得温度差,对单位水量即就是冷却得热负荷或制冷量Kcal/h对式(1)可