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来源：乐视足球高清直播 发布时间：2024-04-23 08:37:29
冷却塔计算 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，模拟计算方式等，供各位参考。 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...
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，模拟计算方式等，供各位参考。 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，动压显而易见地下降，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：Tw=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
Ka·V/L= 近似计算为 Ka·V/L= × 代入数据得，Ka·V/L=1.251。 其中 当Tx=T1-0.1×（T1-T2）时，dh1=（hw –ha）； 当Tx=T1-0.4×（T1-T2）时，dh2=（hw –ha）； 当Tx=T2+0.4×（T1-T2）时，dh3=（hw –ha）； 当Tx=T2+0.1×（T1-T2）时，dh4=（hw –ha）； 水温度℃ 湿球温度℃ T1 T2 Tw 38.0 37.4 35.6 34.4 32.6 32.0 27.9 焓值 35.861 34.792 31.762 29.880 27.247 26.416 21.307 焓值单位为Kcal/Kg。 随水气比的变化可得到以下数据： L/G 1.100 1.300 1.500 1.605 1.700 1.900 2.10 Ka·V/L 0.967 1.058 1.175 1.251 1.333 1.566 1.963 由上表数值可以求得冷却塔特性曲线交于设计点（见曲线、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。 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，能够完全满足设计条件。 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，此机型能满足使用上的要求。 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）、冷却塔的结构及形式、淋水密度（L/Al）、水气比（L/G）、塔体断面通风风速或风负荷（G/Ag）……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Ps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）冷却塔结构及形式不变。 于是，不难得知变化的主要参数有： 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tw； 我们大家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Ps与塔体入风口静压Pa之差 Ps。 va= ； …………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 vx——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都会采用下式。 …………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/Al)：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）：18.3Pa A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 ha2=ha1+L/G（T1-T2）…………⑸ e区排风动压Pve ve= v0× …………⑹ 当x/d=2时，ve=1.98m/s，即排风到达顶部栅栏时，动压基本转化为静压， Ps≈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 ⊿Te=（38-27.9）× =0.87℃
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： twe=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tw’(A轴空气湿球温度tw=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：tw’=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式能得出塔热空气的焓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
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，冷却塔在设计时最大限度地考虑余量，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中水分含量较大，所以建议作好建筑的防潮与防水工作。
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