冷卻塔的改進

冷卻塔的改進一.冷卻塔工作過程原理冷卻塔的工作原理及過程如圖1所示：干燥（低焓值）的空氣經(jīng)過風機的抽動后，自空氣入口處進入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱（高焓值）的冷卻水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)。當水滴和空氣接觸時，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.冷卻塔的改進冷卻水處理過程冷卻塔種類較多，按通風方式可以分為自然通風和機械通風冷卻塔；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。本文基于濕式機械通風逆流冷卻塔對其進行改進，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程，由圖可知，共經(jīng)過三次換熱過程，兩次通過冷卻塔的潛熱與顯熱結合的換熱過程，一次為通過換熱器的顯熱換熱過程。經(jīng)過兩次換熱過程，可以使冷卻水的出口溫度進一步降低。圖2.冷卻水處理的工作流程圖理想條件計算過程（1） 某一大氣環(huán)境條件下冷卻水計算假設條件:空氣A的溫度設為20°C,濕度為40%,冷卻水的進口溫度為30°C,假設空氣送風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。求解過程：空氣A與冷卻水I在冷卻塔內(nèi)進行充分的換熱，則水II可以達到的溫度為空氣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到與水II相同溫度，為12.3C,由于空氣A被不低于露點溫度冷卻時，其含濕量值大小不變，空氣A-C過程含濕量不變，查得相對濕度由40%變?yōu)?3.3%。另一部分水II與得到的空氣C進行潛熱換熱得到水III，則水III的最低溫度應為空氣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算設冷卻水進口溫度（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，通過對每一個狀態(tài)下的計算，得出過程中各物質(zhì)的值如表1所示。在相對濕度為40%條件下，空氣A的溫度x與水III溫度y之間的關系如圖3所示，擬合曲線為y=0.765x-6.2198,其擬合曲線的R2=0.9995，線性關系良好，則兩者近似成線性相關。表1恒定濕度下冷卻水處理過程各狀態(tài)的值

序號狀態(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的關系（3）恒定溫度大氣條件下冷卻水計算設冷卻水進口溫度（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，通過對每一個狀態(tài)下的計算，得出過程中各物質(zhì)的值如表2所示。在溫度為20C條件下，空氣A的相對濕度x與水III溫度y之間的關系如圖4所示，擬合曲線為y=0.2095x+0.425，其擬合曲線的R2=0.9934，線性關系良好，則兩者近似成線性相關。表2恒定溫度下冷卻水處理過程各狀態(tài)的值序號狀態(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@圖4恒定濕度下空氣A的溫度與水III的關系三■實際運行過程實際工作過程中不可能達到理想條件下可以達到的范圍，對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到的極限溫度，冷卻后的水只能理論上接近濕球溫度，實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，實際