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    2017-06-26 10:07:33

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    冷却塔干湿球温度及水冷却理论极限

    干、湿球温度θ和τ是冷却塔设计的主要气象参数,它们是反映空气温度的物理参数。冷却塔湿球温度计的原理及相对湿度1、湿球温度计原理测θ和τ的干、湿度温度计见图5-4。干球温度θ是用一般温度计测得的图5-4中的左边一支。而测湿球温度的温度计图5-4中的右边一支,它的水银球上包一层湿纱布纱布的下端浸入在充水的容器之中,使空气与水不直接接触,测得的温度称为湿球温度,用τ表示,该温度实际上是在当地当时的气温条件下,水冷却所能达到的最低温度。湿球温度计上的纱布在毛细管作用下,纱布表面吸收了一层水,在空气不饱和的情况下,这层表面的水不断蒸发,蒸发所需要的热量由水中取得,因而水温逐渐降低。这里存在着两种散热:一种是空气向水进行传导散热;另一种是水向空气进行蒸发散热,现分析在tfθ时的水向空气传热??掌蛩拇忌⑷龋荷韪湛际?,纱布上表面这层水的温度为tf,空气温度为θ,开始时因tfθ,水向空气传热,当tf下降后,在tf=θ时,Hα=0,当tf再下降,到θtf时存在着θ-tf的温度差,这个温度差是空气向水传导散热的推动力,这样,空气向纱布与空气的交界面传递热量,再通过纱布把空气的热量传给水。设水银球上盖的湿纱布面积为F,传热系数为α,则空气向湿纱布交界面传递的热量为:αθ-tfF,此值随tf的下降而增加。同时纱布交界面的水也在不断地向空气传递热量,进行蒸发散热,使水温T不断下降,当纱布层水温T降低到τ时tf=τ<θ,水层的温度不再下降了,这时:水的蒸发散热=空气传递给水的热量,处于动态平衡状态。这时候纱布水层上的温度τ称为湿球温度,这时空气向水层传递的热量达到最大值,即为αθ-τF。那么这时候水层向空气蒸发散热量是多少呢当纱布水层温度达到τ时tf=τ<θ,水层交界面达到饱和蒸气,其饱和蒸气分压力为P″τ,而空气温度为θ时的蒸气分压力为Pθ,P″τPθ,它们的蒸气分压力差为P″τ-Pθ,这个分压力差就是纱布水层继续向空气蒸发散热的推动力。就是说这时存在着空气向水进行传导散热的推动力是θ-τ的温度差;水向空气进行蒸发散热的推动力是P″τ-Pθ分压力差??掌蛩写忌⑷攘课力?τF,而这时的蒸发散热量是多少设水的汽化热为γkcalkg,γ=γ0+0、47,汽化热γ0=597、3kcalkg。设βp为压差蒸发散热系数,代表单位蒸气压力下,单位面积上水汽蒸发量kgm2·h·atm。那么水层温度降到τ时,纱布水层的蒸发散热量为:γβpP″τ-PθF,因为这时空气向水的传导散热=水层向空气的蒸发散热,处于动态平衡状态,则得:则可得空气中水蒸气的分压力Pθ为:通过实验得αγβp=0、000662P,代入式5-41得:这就是前面论述的式5-20的由来。2、精确测定湿球温度τ要注意的问题1必须保证水银球完全被湿纱布覆盖:2空气的速度风速必须要足够大,一般要求风速在3~5ms以上,这样周围环境传来的辐射热的影响可忽略不计,只存在空气传递来的热量对湿球温度τ的影响。3补充水的水温应与湿球温度τ相等。满足上述三条后,空气流速风速可以在较大范围内变化即不一定要在3~5ms之内,从而不影响湿球温度的测定值。在现场实际测定时,把阿斯曼通风干、湿球温度计放在搭好的棚内即要求通风而又不在太阳下,温度计应放在距地面210m处,又要距冷却塔有一定的距离,防止冷却塔出来的湿空气凝结水滴的影响,但也不要太远。测定读数间隔时间为10~20min一次。测点布置的数目,中小型冷却塔可布置2个以上测点:大型冷却塔要求布置4个以上测点,然后取各测点相加后的算术平均值。但一般玻璃钢冷却塔的测试往往都只布置一个测点。3、湿球温度对水蒸发散热冷却的意义。湿球温度τ对水蒸发冷却的意义主要有以下两条:1湿球温度τ代表当地当时的气温条件下,水可能被冷却的最低温度,即冷却塔出水温度t2的理论极限值即在理论上冷却塔的出水温度t2可达到τ的温度。当要求冷却后的水温t2越接近湿球温度时,冷却越困难,要使t2接近于τ,则冷却塔的尺寸和体积会增加很多,就会大幅度地增加造价而很不经济。一般冷却塔的出水温度t2等于或大于τ3~5℃即t2-τ≥3~5℃,t2-τ称为冷幅高,是衡量冷却塔冷却效果好与差的重要指标。上海地区设计的标准型低温塔冷却塔出水温度t2=32℃,设计采用的τ为28℃,则t2-τ=4℃。2先简述一下绝热饱和温度θB的概念。当空气温度θ不变时,湿空气焓i和相对湿度均随含湿量X的增加而增加,随X的含量减少而减少。当含湿量X增加到使湿空气达到饱和时,则湿空气就不再吸收水蒸气了,就是说拒绝吸收水中蒸发出来的散热量。这时空气中的水蒸气分压力从Pθ上升到P″θ,=1,X和i值都达到了最大值。这时的X和θ分别称为饱和含湿量和饱和湿度,而此时湿空气拒绝吸收水中蒸发的热量,故这时的饱和温度称为绝热饱和温度,用θB表示。湿球温度τ与湿空气的绝热饱和温度θB在物理概念上是完全不同的,但湿球温度的数值与空气的绝热饱和温度的值是相等的,即τ=θB,这一性质使得水的最低冷却温度与空气的绝热饱和温度相等。在空气含热量计算图中图5-3与=1相交的温度θB就等于湿球温度τ,因此,冷却过程的理论分析,可以根据湿空气的焓湿图来进行。冷却塔湿空气焓湿图的应用湿空气中的相对湿度、含湿量X、含热量i和温度tθ是4项重要的热力学参数,其计算工作量大而且繁琐,除试验或实测得到之外,为计算方便,把、X、i、t4项的相互关系绘制成图5-5,利用图5-5,可根据已知的两项热力学参数,就可直接查出另两项,简化了计算工作。如何应用图5-5,以图5-6来加以说明,按图5-6所示,已知温度tp和相对湿度=0、6,按tp点垂直向上与=0、6曲线交于P点,由P点水平向右移动得含湿量Xp;由P点与i线平行向左上角移动,得热焓ip。焓湿图是冷却塔热力计算的基本图表,从焓湿图分析可以得出下列关系。1、当温度t不变时,如图5-6中BtB线所示,热焓i和相对湿度均随含湿量X的增减而增减,当相对湿度=1的最大值时,则X与i在该温度下也均达到最大值,这时XB及tB分别称为饱和含湿量和饱和温度。2、当X为常数时,如图5-6中的BXB线所示,i随着t的增减而增减,而随着t的降低而增加即t增加减小,当t降到=1的时候,空气达到饱和,即达到露点。这时的t为最小值。这就是前面讲到的,在一定温度下,原来没有达到饱和的空气即Pq没有达到P″q,当温度下降到某一值时达到了饱和,使=1,Pq=P″q;反过来,在一定温度下已达到饱和的空气,当温度升高后就不饱和了,可继续接受水蒸气。3、当i为常数时,如图5-6中的BC线所示,这时湿空气的散热量与吸热量相等,热力学上称为绝对条件。这就是前面讨论的湿球温度τ的数值与空气的绝热饱和温度值相等,当空气按绝热过程降低温度时即沿BC线移动,它与饱和线=1相交的温度tB就等于湿球温度τ。从图中BC线可见:随X的增加而增加,而t随X的增加而降低,当X增加到XB时,=1,即X与均达到了最大值,而t降低到了最低值tB,即湿空气处于饱和状态,tB=τ,=1,X=XB。4、当相对湿度不变时,t、x、i都是同时增加或同时减小。

    冷却塔调试与日常使用

    1、在使用前对进出水管道、水池进行全面冲洗,清除塔内垃圾,以防管路堵塞。2、各部件连接螺栓,特别是传动部件风机,电机,旋转布水器,必须一一拧紧。3、检查齿轮减速器油位是否正常,皮带减速器的皮带运行约60H后,须重新检查皮带拉力,确保正常,并加注黄油一般每台50克左右,三个月检查加注一次。4、风叶转动灵活,无磕碰上壳体。当风机工作时,从塔顶往下看应为顺时针,向上抽风。5、冷却塔如有异常声音应立即?;?,全面检查,直至排除故障。6、风机工作后,打开水阀,同时水泵流量、进塔水压、电流、电压、振动、噪音值均应在规定范围内,并做好有关冷却塔的进出水温度,流量,气象参数的记录。7、发现布水器不转或布水不均匀时,应?;煨?。8、循环水应为自来水或清洁水,不宜含油污和杂质,浑浊度不大于50mm1。9、冷却塔作为重要的冷却设备,应有专人负责管理,北方天气较冷要考虑结冰影响。

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