封闭冷却塔降噪设计计算书

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、冷却塔基本参数,,,,,,,,,

1,冷却塔型号,Model,设计值,BNT-1000,,BNT-1000,闭式冷却塔型号,设备资料,逆流式闭式冷却塔

2,冷却水量,Q_w,设计值,Q_w=1000,m³/h,1000,循环水流量,设计要求,额定工况

3,进水温度,t_in,设计值,t_in=37,℃,37,冷却塔进水温度,工艺要求,夏季设计工况

4,出水温度,t_out,设计值,t_out=32,℃,32,冷却塔出水温度,工艺要求,夏季设计工况

5,温度差,Δt,计算值,Δt=t_in-t_out,℃,5,冷却温差,传热计算,设计温差

6,风机风量,Q_fan,设计值,Q_fan=150000,m³/h,150000,风机额定风量,设备资料,轴流风机

7,风机全压,P_fan,设计值,P_fan=1200,Pa,1200,风机额定全压,设备资料,克服系统阻力

8,风机功率,P_power,设计值,P_power=75,kW,75,电机额定功率,设备资料,Y280M-6

9,进风口面积,A_inlet,设计值,A_inlet=12,m²,12,进风口总面积,设备资料,双侧进风

10,出风口面积,A_outlet,设计值,A_outlet=8,m²,8,出风口总面积,设备资料,顶部出风

二、噪声参数,,,,,,,,,

11,风机噪声,L_fan,实测值,L_fan=95,dB(A),95,风机空气动力噪声,现场测量,距离1m处

12,淋水噪声,L_water,实测值,L_water=85,dB(A),85,淋水撞击噪声,现场测量,距离1m处

13,机械噪声,L_mech,实测值,L_mech=80,dB(A),80,电机轴承噪声,现场测量,距离1m处

14,总噪声,L_total,计算值,L_total=10×lg(10^(L_fan/10)+10^(L_water/10)+10^(L_mech/10)),dB(A),95.6,综合噪声级,能量叠加,三种噪声叠加

15,目标噪声,L_target,设计值,L_target=65,dB(A),65,控制目标噪声级,GB3096-2008,2类声环境功能区

16,目标隔声量,TL_required,计算值,TL_required=L_total-L_target,dB(A),30.6,所需总隔声量,降噪要求,噪声降低目标

17,背景噪声,L_bg,实测值,L_bg=50,dB(A),50,环境背景噪声,现场测量,影响隔声效果

18,有效隔声量,TL_eff,计算值,TL_eff=L_total-10×lg(10^(L_target/10)-10^(L_bg/10)),dB(A),28.4,实际需要隔声量,声学原理,考虑背景噪声

三、进风口消声器设计,,,,,,,,,

19,消声器类型,Type_inlet,选用值,片式消声器,,片式,进风口消声器类型,设计经验,阻性消声器

20,消声器长度,L_inlet,设计值,L_inlet=1.2,m,1.2,消声器有效长度,设计经验,平衡消声量和阻力

21,消声器宽度,W_inlet,设计值,W_inlet=4,m,4,消声器外形宽度,匹配进风口,与进风口同宽

22,消声器高度,H_inlet,设计值,H_inlet=3,m,3,消声器外形高度,匹配进风口,与进风口同高

23,吸声片数量,n_p_inlet,设计值,n_p_inlet=11,片,11,吸声片数量,结构设计,形成12个通道

24,吸声片厚度,δ_p_inlet,设计值,δ_p_inlet=0.1,m,0.1,吸声片厚度,设计经验,100mm标准厚度

25,通道间距,s_inlet,计算值,s_inlet=(W_inlet-2×0.1-n_p_inlet×δ_p_inlet)/(n_p_inlet+1),m,0.2,气流通道间距,几何计算,200mm间距

26,单个通道面积,A1_inlet,计算值,A1_inlet=s_inlet×(H_inlet-2×0.1),m²,0.56,单个通道截面积,几何计算,矩形通道

27,总流通面积,A_total_inlet,计算值,A_total_inlet=(n_p_inlet+1)×A1_inlet,m²,6.72,总有效流通面积,求和计算,12个通道

28,设计风速,v_design_inlet,计算值,v_design_inlet=Q_fan/(3600×A_total_inlet),m/s,6.20,设计气流速度,流速计算,经济流速范围

29,最大允许风速,v_max_inlet,选用值,v_max_inlet=8,m/s,8,最大允许气流速度,设计限制,避免再生噪声

30,流速判断,v_judge_inlet,判断值,v_design_inlet≤v_max_inlet,,满足,流速是否符合要求,设计要求,在允许范围内

四、进风口消声器性能计算,,,,,,,,,

31,吸声材料,Material_abs,选用值,离心玻璃棉,,离心玻璃棉,吸声材料类型,材料手册,50kg/m³

32,吸声系数(500Hz),α_500,查表值,α_500=0.9,,0.9,500Hz吸声系数,材料手册,NRC=0.9

33,吸声系数(1000Hz),α_1000,查表值,α_1000=0.95,,0.95,1000Hz吸声系数,材料手册,高频吸声好

34,消声系数,φ,选用值,φ=2,,2,消声系数,经验公式,片式消声器系数

35,消声量(500Hz),TL_500,计算值,TL_500=φ×α_500×(L_inlet/s_inlet)×10,dB,108,500Hz消声量,赛宾公式,理论消声量

36,消声量(1000Hz),TL_1000,计算值,TL_1000=φ×α_1000×(L_inlet/s_inlet)×10,dB,114,1000Hz消声量,赛宾公式,理论消声量

37,气流影响系数,K_v,计算值,K_v=1-0.01×v_design_inlet,,0.938,气流速度修正,经验修正,考虑气流影响

38,高频失效系数,K_hf,计算值,K_hf=1/(1+0.0001×v_design_inlet×L_inlet×1000/340),,0.981,高频失效修正,经验修正,高频声波束射

39,实际消声量,TL_actual_inlet,计算值,TL_actual_inlet=25×K_v×K_hf,dB(A),23.0,实际消声量,综合修正,工程实际值

五、出风口消声器设计,,,,,,,,,

40,消声器类型,Type_outlet,选用值,片式消声器,,片式,出风口消声器类型,设计经验,阻性消声器

41,消声器长度,L_outlet,设计值,L_outlet=1.0,m,1.0,消声器有效长度,设计经验,平衡消声量和阻力

42,消声器宽度,W_outlet,设计值,W_outlet=3.5,m,3.5,消声器外形宽度,匹配出风口,与出风口同宽

43,消声器高度,H_outlet,设计值,H_outlet=2.5,m,2.5,消声器外形高度,匹配出风口,与出风口同高

44,吸声片数量,n_p_outlet,设计值,n_p_outlet=9,片,9,吸声片数量,结构设计,形成10个通道

45,吸声片厚度,δ_p_outlet,设计值,δ_p_outlet=0.1,m,0.1,吸声片厚度,设计经验,100mm标准厚度

46,通道间距,s_outlet,计算值,s_outlet=(W_outlet-2×0.1-n_p_outlet×δ_p_outlet)/(n_p_outlet+1),m,0.23,气流通道间距,几何计算,230mm间距

47,单个通道面积,A1_outlet,计算值,A1_outlet=s_outlet×(H_outlet-2×0.1),m²,0.506,单个通道截面积,几何计算,矩形通道

48,总流通面积,A_total_outlet,计算值,A_total_outlet=(n_p_outlet+1)×A1_outlet,m²,5.06,总有效流通面积,求和计算,10个通道

49,设计风速,v_design_outlet,计算值,v_design_outlet=Q_fan/(3600×A_total_outlet),m/s,8.24,设计气流速度,流速计算,经济流速范围

50,流速判断,v_judge_outlet,判断值,v_design_outlet≤v_max_inlet,,满足,流速是否符合要求,设计要求,在允许范围内

六、出风口消声器性能计算,,,,,,,,,

51,消声量(500Hz),TL_500_outlet,计算值,TL_500_outlet=φ×α_500×(L_outlet/s_outlet)×10,dB,78.3,500Hz消声量,赛宾公式,理论消声量

52,消声量(1000Hz),TL_1000_outlet,计算值,TL_1000_outlet=φ×α_1000×(L_outlet/s_outlet)×10,dB,82.6,1000Hz消声量,赛宾公式,理论消声量

53,气流影响系数,K_v_outlet,计算值,K_v_outlet=1-0.01×v_design_outlet,,0.918,气流速度修正,经验修正,考虑气流影响

54,高频失效系数,K_hf_outlet,计算值,K_hf_outlet=1/(1+0.0001×v_design_outlet×L_outlet×1000/340),,0.976,高频失效修正,经验修正,高频声波束射

55,实际消声量,TL_actual_outlet,计算值,TL_actual_outlet=22×K_v_outlet×K_hf_outlet,dB(A),19.9,实际消声量,综合修正,工程实际值

七、隔声罩设计,,,,,,,,,

56,隔声罩类型,Hood_type,选用值,半封闭隔声罩,,半封闭,隔声罩结构类型,设计经验,考虑通风散热

57,隔声罩高度,H_hood,设计值,H_hood=8,m,8,隔声罩总高度,结构设计,覆盖冷却塔主体

58,隔声罩面积,A_hood,计算值,A_hood=45,m²,45,隔声罩总面积,几何计算,包括四面和顶部

59,外层材料,Material_outer,选用值,1.5mm镀锌钢板,,镀锌钢板,隔声罩外层材料,材料手册,高强度隔声

60,外层面密度,M_outer,计算值,M_outer=1.5×7.85,kg/m²,11.78,外层面密度,质量计算,钢板密度7.85g/cm³

61,吸声层材料,Material_abs_hood,选用值,50mm离心玻璃棉,,玻璃棉,中间吸声层材料,材料手册,50kg/m³

62,吸声层面密度,M_abs_hood,计算值,M_abs_hood=0.05×50,kg/m²,2.50,吸声层面密度,质量计算,密度50kg/m³

63,内层材料,Material_inner,选用值,0.8mm穿孔钢板,,穿孔钢板,隔声罩内层材料,材料手册,穿孔率25%

64,内层面密度,M_inner,计算值,M_inner=0.8×7.85,kg/m²,6.28,内层面密度,质量计算,钢板密度7.85g/cm³

65,总面密度,M_total_hood,计算值,M_total_hood=M_outer+M_abs_hood+M_inner,kg/m²,20.56,隔声罩总面密度,求和计算,三层结构

66,理论隔声量,TL_hood_theory,计算值,TL_hood_theory=14.5×lg(M_total_hood)+10,dB,27.2,理论隔声量,质量定律,GB/T50087-2013

67,结构修正系数,K_struct,选用值,K_struct=0.8,,0.8,结构不完善修正,经验修正,考虑门、缝隙等

68,实际隔声量,TL_hood_actual,计算值,TL_hood_actual=TL_hood_theory×K_struct,dB(A),21.8,实际隔声量,综合修正,工程实际值

八、总隔声量计算,,,,,,,,,

69,消声器组合隔声量,TL_muffler,计算值,TL_muffler=10×lg(10^(TL_actual_inlet/10)+10^(TL_actual_outlet/10)),dB(A),23.5,消声器综合隔声量,能量叠加,进风口+出风口

70,隔声罩隔声量,TL_hood,计算值,TL_hood=TL_hood_actual,dB(A),21.8,隔声罩实际隔声量,直接引用,已修正值

71,综合隔声量,TL_total,计算值,TL_total=10×lg(10^(TL_muffler/10)+10^(TL_hood/10)),dB(A),24.7,系统总隔声量,能量叠加,消声器+隔声罩

72,隔声量判断,TL_judge,判断值,TL_total≥TL_required,,不满足,是否满足隔声要求,设计评估,需要进一步优化

73,建议增加隔声层,Suggestion,建议值,增加隔声罩面密度,,增加密度,优化建议,工程经验,提高隔声量

九、阻力损失计算,,,,,,,,,

74,空气密度,ρ,计算值,ρ=1.293×(273/(273+25)),kg/m³,1.185,标准空气密度,理想气体定律,25℃下

75,进风口摩擦阻力,ΔP_f_inlet,计算值,ΔP_f_inlet=0.02×(L_inlet/0.2)×(ρ×v_design_inlet²/2),Pa,2.69,摩擦阻力损失,达西公式,λ=0.02

76,进风口局部阻力,ΔP_j_inlet,计算值,ΔP_j_inlet=0.8×(ρ×v_design_inlet²/2),Pa,18.2,局部阻力损失,局部阻力公式,ξ=0.8

77,进风口总阻力,ΔP_total_inlet,计算值,ΔP_total_inlet=ΔP_f_inlet+ΔP_j_inlet,Pa,20.9,进风口总阻力,求和计算,摩擦+局部

78,出风口摩擦阻力,ΔP_f_outlet,计算值,ΔP_f_outlet=0.02×(L_outlet/0.23)×(ρ×v_design_outlet²/2),Pa,3.51,摩擦阻力损失,达西公式,λ=0.02

79,出风口局部阻力,ΔP_j_outlet,计算值,ΔP_j_outlet=0.6×(ρ×v_design_outlet²/2),Pa,23.8,局部阻力损失,局部阻力公式,ξ=0.6

80,出风口总阻力,ΔP_total_outlet,计算值,ΔP_total_outlet=ΔP_f_outlet+ΔP_j_outlet,Pa,27.3,出风口总阻力,求和计算,摩擦+局部

81,系统总阻力,ΔP_total,计算值,ΔP_total=ΔP_total_inlet+ΔP_total_outlet,Pa,48.2,消声器总阻力损失,求和计算,进风口+出风口

82,阻力损失率,P_loss_rate,计算值,P_loss_rate=ΔP_total/P_fan×100,%,4.02,阻力损失百分比,相对损失,相对于风机全压

83,阻力判断,P_loss_judge,判断值,P_loss_rate≤10,,满足,阻力损失是否合理,设计评估,在允许范围内

十、对冷却塔性能影响分析,,,,,,,,,

84,通风量变化率,ΔQ_rate,计算值,ΔQ_rate=-ΔP_total/P_fan×100,%,-4.02,通风量变化百分比,风机特性,线性近似

85,变化后通风量,Q_new,计算值,Q_new=Q_fan×(1+ΔQ_rate/100),m³/h,"143,970",实际通风量,修正计算,考虑阻力增加

86,散热能力变化,ΔCool_rate,计算值,ΔCool_rate=ΔQ_rate×0.8,%