冷卻塔的改進(jìn)

冷卻塔的改進(jìn)一.冷卻塔工作過(guò)程原理冷卻塔的工作原理及過(guò)程如圖1所示：干燥（低焓值）的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的抽動(dòng)后，自空氣入口處進(jìn)入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng)，濕熱（高焓值）的冷卻水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí)，一方面由于空氣與水的直接傳熱，為顯熱傳熱；另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，帶走蒸發(fā)潛熱，即蒸發(fā)傳熱，從而達(dá)到使冷卻水降溫得目的。:勒出口，r.圖1.冷卻塔工作原理圖二.冷卻塔的改進(jìn)冷卻水處理過(guò)程冷卻塔種類(lèi)較多，按通風(fēng)方式可以分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)冷卻塔；按與水的接觸方式可以分為濕式和干式冷卻塔，按水流方向可以分為逆流，順流和混流式冷卻塔。本文基于濕式機(jī)械通風(fēng)逆流冷卻塔對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以期使冷卻塔的效率得到提高。圖2為冷卻水與空氣的換熱過(guò)程，由圖可知，共經(jīng)過(guò)三次換熱過(guò)程，兩次通過(guò)冷卻塔的潛熱與顯熱結(jié)合的換熱過(guò)程，一次為通過(guò)換熱器的顯熱換熱過(guò)程。經(jīng)過(guò)兩次換熱過(guò)程，可以使冷卻水的出口溫度進(jìn)一步降低。圖2.冷卻水處理的工作流程圖理想條件計(jì)算過(guò)程（1） 某一大氣環(huán)境條件下冷卻水計(jì)算假設(shè)條件:空氣A的溫度設(shè)為20°C,濕度為40%,冷卻水的進(jìn)口溫度為30°C,假設(shè)空氣送風(fēng)量為足夠大及所有換熱均為充分換熱。求解可得到水III的溫度的值。求解過(guò)程：空氣A與冷卻水I在冷卻塔內(nèi)進(jìn)行充分的換熱，則水II可以達(dá)到的溫度為空氣A狀態(tài)下的濕球溫度的值，由焓濕圖查得為12.3C,即水II最低能達(dá)到的極限溫度為12.3C。水II被分為兩部分，一部分與空氣A通過(guò)換熱器顯熱換熱得到空氣C,則空氣C的溫度最低極限可達(dá)到與水II相同溫度，為12.3C,由于空氣A被不低于露點(diǎn)溫度冷卻時(shí)，其含濕量值大小不變，空氣A-C過(guò)程含濕量不變，查得相對(duì)濕度由40%變?yōu)?3.3%。另一部分水II與得到的空氣C進(jìn)行潛熱換熱得到水III，則水III的最低溫度應(yīng)為空氣C狀態(tài)下的濕球溫度值，由焓濕圖查得為8.8C，則可以得到的冷卻水III的溫度為8.8Co（2） 恒定濕度大氣條件下冷卻水計(jì)算設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度（即冷卻水I的溫度）恒定為30C，大氣濕度為40%，改變大氣溫度（即空氣A溫度）值，假設(shè)所有換熱為充分理想狀態(tài)下，則最終得出的冷卻水III的溫度是不同的，通過(guò)對(duì)每一個(gè)狀態(tài)下的計(jì)算，得出過(guò)程中各物質(zhì)的值如表1所示。在相對(duì)濕度為40%條件下，空氣A的溫度x與水III溫度y之間的關(guān)系如圖3所示，擬合曲線為y=0.765x-6.2198,其擬合曲線的R2=0.9995，線性關(guān)系良好，則兩者近似成線性相關(guān)。表1恒定濕度下冷卻水處理過(guò)程各狀態(tài)的值

序號(hào)狀態(tài)空氣A水I水II空氣C水III1溫度10304.544.541.57濕度4030\58\2溫度15308.58.55.34濕度4030\62\3溫度203012.312.38.8濕度4030\63.3\4溫度253016.1316.1312.8濕度4030\69\5溫度303019.9619.9616.75濕度4030\73\6溫度353023.8223.8220.7濕度4030\76\圖3恒定濕度下空氣A的溫度與水III的關(guān)系（3）恒定溫度大氣條件下冷卻水計(jì)算設(shè)冷卻水進(jìn)口溫度（即冷卻水I的溫度）恒定為30°C，大氣溫度為20°C,改變大氣濕度（即空氣A濕度）值，假設(shè)所有換熱為充分理想狀態(tài)下，則最終得出的冷卻水III的溫度是不同的，通過(guò)對(duì)每一個(gè)狀態(tài)下的計(jì)算，得出過(guò)程中各物質(zhì)的值如表2所示。在溫度為20C條件下，空氣A的相對(duì)濕度x與水III溫度y之間的關(guān)系如圖4所示，擬合曲線為y=0.2095x+0.425，其擬合曲線的R2=0.9934，線性關(guān)系良好，則兩者近似成線性相關(guān)。表2恒定溫度下冷卻水處理過(guò)程各狀態(tài)的值序號(hào)狀態(tài)空氣A水I水II空氣C水III1溫度203010.0810.086.25濕度3030\57\2溫度203012.2912.299.05

濕度4030\66\3溫度203013.7313.7311.17濕度5030\74\4溫度203015.115.113.24濕度6030\81.7\5溫度203016.4116.4115.12濕度7030\87.7\6溫度203017.6617.6616.86濕度8030\92.5\2018161412102080W 60空氣山濕度2080W 60空氣山濕度時(shí)@圖4恒定濕度下空氣A的溫度與水III的關(guān)系三■實(shí)際運(yùn)行過(guò)程實(shí)際工作過(guò)程中不可能達(dá)到理想條件下可以達(dá)到的范圍，對(duì)于冷卻塔和換熱器都有自己的效率損失。冷卻塔中濕球溫度是冷卻塔冷卻水出口所能達(dá)到的極限溫度，冷卻后的水只能理論上接近濕球溫度，實(shí)際上冷卻水溫要高于濕球溫度3?5°C。在空氣A與冷卻水II通過(guò)換熱器顯熱換熱，由于換熱器性能限制，換熱器換熱后空氣A的溫度理論上接近冷卻水II的溫度，實(shí)際