冷卻塔選型計(jì)算公式:冷卻塔的作用是將一定水量Q,從水溫t1冷卻到t2,或者冷卻△t=t1-t2。因此,要設(shè)計(jì)出規(guī)格合適的冷卻塔,或核算已有冷卻塔的冷卻能力,我們必須做冷卻塔的熱力計(jì)算。 為了便于計(jì)算,我們對冷卻塔中的熱力過程作如下簡化假設(shè):
1:散熱系數(shù),散質(zhì)系數(shù),以及濕空氣的比熱,在整個冷卻過程被看作是常量,不隨空氣溫度及水溫變化。
2:在冷卻塔內(nèi)由于水蒸氣的分壓力很小,對塔內(nèi)壓力變化影響也很小,所以計(jì)算中壓力取平均大氣壓力值。
3:認(rèn)為水膜或水滴的表面溫度與內(nèi)部溫度一致,也就是不考慮水側(cè)的熱阻。
4: 在熱平衡計(jì)算中,由于蒸發(fā)水量不大,也可以將蒸發(fā)水量忽略不計(jì)。
5: 在水溫變化不大的范圍內(nèi),可將飽和水蒸汽分壓力及飽和空氣與水溫的關(guān)系假定為線性關(guān)系。
冷卻塔的熱力計(jì)算方法有焓差法、濕差法和壓差法等,其中*常用的是麥克爾提出的焓差法,以下簡要介紹冷卻塔的焓差法熱力計(jì)算。
麥克爾提出的焓差法把過去由溫度差和濃度差為動力的傳熱公式,統(tǒng)一為一個以焓差為動力的傳熱公式。在方程式中,麥克爾引進(jìn)入劉易斯關(guān)系式,導(dǎo)出了以焓差為動力的散熱方程式。
上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷卻塔所具有的冷卻能力,它與淋水填料的特性、構(gòu)造、幾何尺寸、冷卻水量有關(guān),稱冷卻塔的特性數(shù),以符號愿表示,即:
由于水溫不是空氣焓的直接函數(shù),直接積分有困難,所以,在求解冷卻數(shù)的時候,一般均采用近似積分方法。積分的方法很多,有辛普遜積分法、平均推動力法、切比雪夫積分法、對數(shù)及算術(shù)平均焓差法,以及不少的經(jīng)驗(yàn)曲線與圖表,這里只介紹美國冷卻塔協(xié)會(CTI)所推薦的切比雪夫積分法。
切比雪夫積分法為美國冷卻塔協(xié)會(CTI)所推薦,在美國及日本均被采用。這種積分方法是將積分式,在x軸上a到b之間求出幾個預(yù)定的y值,某y值的總和乘恒定值b-a,便為所求的積分值。其分點(diǎn)為b-a的0.102673倍、0.406204倍、0.593796倍及0.897327倍。求其4個分點(diǎn)相應(yīng)的y值。為計(jì)算簡化,小數(shù)點(diǎn)后取一位,則為b-a的0.1倍,0.4倍,0.6倍及0.9倍。其計(jì)算公式為:
如果溫差較小時,其分點(diǎn)也可以不按上述倍數(shù)劃分,可將水溫差t四等分,求各份中點(diǎn)的焓差,然后代入公式計(jì)算。如果按倍數(shù)劃分時,各分點(diǎn)相應(yīng)的焓差如下表所示。
上述即為一個完整的冷卻塔熱力計(jì)算過程,它既可用于冷卻塔的設(shè)計(jì)計(jì)算,也可用于現(xiàn)有冷卻塔的核算。
在核算已有冷卻塔時,已知塔的尺寸及內(nèi)部部件,水量Q,進(jìn)水溫度t1,大氣壓力pa,干球溫度θ1,濕球溫度τ1。則要求計(jì)算:出水溫度t2,通氣量G,出塔空氣干球溫度θ2,出塔空氣濕球溫度τ2。
冷卻塔的設(shè)計(jì)是一個試算過程,即根據(jù)給定條件,選定塔的尺寸及內(nèi)部部件,然后計(jì)算水溫t2,使其滿足設(shè)計(jì)要求。因此冷卻塔的熱力計(jì)算即為計(jì)算出塔水溫t2,同時也計(jì)算通氣量及排氣溫度。
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