冷却塔的改进

冷却塔的改进一.冷却塔工作过程原理冷却塔的工作原理及过程如图1所示：干燥（低焓值）的空气经过风机的抽动后，自空气入口处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热（高焓值）的冷却水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，为显热传热；另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带走蒸发潜热，即蒸发传热，从而达到使冷却水降温得目的。:勒出口，r.图1.冷却塔工作原理图二.冷却塔的改进冷却水处理过程冷却塔种类较多，按通风方式可以分为自然通风和机械通风冷却塔；按与水的接触方式可以分为湿式和干式冷却塔，按水流方向可以分为逆流，顺流和混流式冷却塔。本文基于湿式机械通风逆流冷却塔对其进行改进，以期使冷却塔的效率得到提高。图2为冷却水与空气的换热过程，由图可知，共经过三次换热过程，两次通过冷却塔的潜热与显热结合的换热过程，一次为通过换热器的显热换热过程。经过两次换热过程，可以使冷却水的出口温度进一步降低。图2.冷却水处理的工作流程图理想条件计算过程（1） 某一大气环境条件下冷却水计算假设条件:空气A的温度设为20°C,湿度为40%,冷却水的进口温度为30°C,假设空气送风量为足够大及所有换热均为充分换热。求解可得到水III的温度的值。求解过程：空气A与冷却水I在冷却塔内进行充分的换热，则水II可以达到的温度为空气A状态下的湿球温度的值，由焓湿图查得为12.3C,即水II最低能达到的极限温度为12.3C。水II被分为两部分，一部分与空气A通过换热器显热换热得到空气C,则空气C的温度最低极限可达到与水II相同温度，为12.3C,由于空气A被不低于露点温度冷却时，其含湿量值大小不变，空气A-C过程含湿量不变，查得相对湿度由40%变为63.3%。另一部分水II与得到的空气C进行潜热换热得到水III，则水III的最低温度应为空气C状态下的湿球温度值，由焓湿图查得为8.8C，则可以得到的冷却水III的温度为8.8Co（2） 恒定湿度大气条件下冷却水计算设冷却水进口温度（即冷却水I的温度）恒定为30C，大气湿度为40%，改变大气温度（即空气A温度）值，假设所有换热为充分理想状态下，则最终得出的冷却水III的温度是不同的，通过对每一个状态下的计算，得出过程中各物质的值如表1所示。在相对湿度为40%条件下，空气A的温度x与水III温度y之间的关系如图3所示，拟合曲线为y=0.765x-6.2198,其拟合曲线的R2=0.9995，线性关系良好，则两者近似成线性相关。表1恒定湿度下冷却水处理过程各状态的值

序号状态空气A水I水II空气C水III1温度10304.544.541.57湿度4030\58\2温度15308.58.55.34湿度4030\62\3温度203012.312.38.8湿度4030\63.3\4温度253016.1316.1312.8湿度4030\69\5温度303019.9619.9616.75湿度4030\73\6温度353023.8223.8220.7湿度4030\76\图3恒定湿度下空气A的温度与水III的关系（3）恒定温度大气条件下冷却水计算设冷却水进口温度（即冷却水I的温度）恒定为30°C，大气温度为20°C,改变大气湿度（即空气A湿度）值，假设所有换热为充分理想状态下，则最终得出的冷却水III的温度是不同的，通过对每一个状态下的计算，得出过程中各物质的值如表2所示。在温度为20C条件下，空气A的相对湿度x与水III温度y之间的关系如图4所示，拟合曲线为y=0.2095x+0.425，其拟合曲线的R2=0.9934，线性关系良好，则两者近似成线性相关。表2恒定温度下冷却水处理过程各状态的值序号状态空气A水I水II空气C水III1温度203010.0810.086.25湿度3030\57\2温度203012.2912.299.05

湿度4030\66\3温度203013.7313.7311.17湿度5030\74\4温度203015.115.113.24湿度6030\81.7\5温度203016.4116.4115.12湿度7030\87.7\6温度203017.6617.6616.86湿度8030\92.5\2018161412102080W 60空气山湿度2080W 60空气山湿度时@图4恒定湿度下空气A的温度与水III的关系三■实际运行过程实际工作过程中不可能达到理想条件下可以达到的范围，对于冷却塔和换热器都有自己的效率损失。冷却塔中湿球温度是冷却塔冷却水出口所能达到的极限温度，冷却后的水只能理论上接近湿球温度，实际上冷却水温要高于湿球温度3〜5°C。在空气A与冷却水II通过换热器显热换热，由于换热器性能限制，换热器换热后空气A的温度理论上接近冷却水II的温度，实际