冷却塔热力计算的数学模型

论述与研究冷却塔热力计算的数学模型王启山(天津城市建设学院 )摘要以麦克尔焓差理论为基础 , 建立了便于使用计算机技术的冷却塔热力计算数学模型 ,重点解决了数值积分、精度控制、气水比的最大合理取值区间及气水比设计值的求定等。为冷却塔的设计和校核提供方便而又准确的计算方法。关键词 冷却塔 ; 热力计算 ; 焓差 ; 数学模型1概述冷却塔热力计算的意义在于推行循环用水、节约水资源、节省能耗和建设投资 , 而编制计算机软件则可提高工程设计计算的速度和质量。冷却塔内热水与空气之间既有热量传递又有质量传递 , 德国的麦克尔 (M 1 成功地引入了刘易斯数 (L ew um 把传热与传质统一为焓变 , 从而建立了麦克尔焓差方程 : Bx v (i- i) 1)式中 微元容积填料在单位时间内由水向空气传递的焓 , kJ v 与含湿量差有关的淋水填料容积散质系数 , kg m 3 温度与塔内该点水温相同的饱和空气的焓 , 塔内该点空气的焓 , kJ 淋水填料微元容积 ,m 3以式 (1) 为基础建立了冷却塔热力计算的基本方程 :Bx i (2)式中 V 淋水填料容积 ,m 3Q 水量 , kg 水的比热 , K 蒸发水量散热系数进、出塔水温 , d t进、出该微元填料水的温差 , 其它符号同前式 (2)右边是由进、出塔水温及空气、气象参数决定的 , 它表示了冷却任务的大小或冷却的难易程度 , 常称冷却数或交换数 , 用 N 来表示 ; 方程左边为选定的淋水填料所具有的冷却能力 ,称为特性数 , 用 N 来表示 , 它又可表示为气水比的函数 :N = 3)式中 K气水比 , kg d 淋水填料的实验常数冷却塔热力计算的第一类问题是求得在特定冷却任务下所需要的气水比 , 据此确定塔体尺寸及风机。以往是采用作图的方法 , 绘出 曲线 , 二曲线之交点所对应的 D。这种计算法不仅计算繁琐、工作量大 , 而且也不准确 , 因此寻求直接通过计算求得 计算机技术日益普及的今天 , 能直接求解满足式 (2)的 中国给水排水 1996 V o l. 12 N o. 5间的后半段 , 而原区间变为 ( , 如图3c 所示。无论那种情况 , 均使原区间 ( 减半 , 并保持为开区间。取新区间的中点值作为 16) , 重复上述计算直至满足精图 3 . 4 精度控制当上述计算次数达到 n 次后 , 2n , 若满足KB A 表明 在 左边 , 如图 2 所示 , 表明 D , 见图 2, 这时应舍去区6 中国给水排水 1996 V o l. 12 N o. 5 M N S O R 11)W i Q a n re ng c l m fo r do is in T is in ry p of p It n m is r in l to lm by yw o l m do L O F R C 14)Q e bs c tA m of er ic by is up in th on w on so p s as p l, m um of w of of w T h is p a m fo r up yw o T ic A m 信息 给排水 准图集库的内容和结构计算机技术的 准图集 , 是以计算机绘图为服务对象 , 以磁介质或光电介质为载体、范围更大、内容更丰富的大规模图形文件库。它可包括已有的标准图集和目前还难以出标准图的含多个变数的标准图集库。这个图集库由 统调用 , 经设计人员根据具体工程情况编辑修改后成为施工图。1内容包括基本部分和扩展部分。基本部分包括 3 等常用内容 , 以及现行全国通用图集 8和 列现行标准图集次常用部分、非现行标准图集部分 , 如典型的建筑给排水系统图、大样详图等以及新技术、新设备、新工艺安装图等。这部分图库给出的标准图不一定是完整的 , 由设计选用人根据具体工程设计重新标注尺寸、缩放全体或局部图形 , 形成具体的完整的施工图。2图库的结构图库与现行标准图集的内容编排顺序相一致 , 以便平行发行参阅对照。其库结构应以树枝状结构为主 , 以便计算机屏幕菜单定义便捷、方便使用。主菜单项目避免过多 , 可把 定义为一级菜单 , 把 、 、 定义为二、三级菜单 , 以此类推。当二、三级菜单内容少时可将其合并在一起组织 , 把现行全国标准图集增加的内容编入相应编号的后面。标准图文件格式应为不可编辑格式 , 另设一个格式转换功能 , 调用时生成可编辑的标准图文件的副本图形文件。图库设自扩充功能 , 允许用户根据自己的需要补充图库内容。标准图文件生成供用户编