【摘要】：帶填料的復合流閉式冷卻塔是指在冷卻塔中既有逆流熱交換又有橫流熱交換,噴淋水首先與空氣在盤管區(qū)呈逆流換熱,溫度升高后落入填料區(qū)與空氣呈交叉流動換熱。帶填料的復合流閉式冷卻塔相較于全盤管型冷卻塔增加了填料區(qū),在取得相同冷卻效果的前提下初投資更低;相較于橫流閉式冷卻塔,其盤管區(qū)噴淋水與空氣呈逆流換熱,換熱效果更好,即在相同盤管布置的情況下,逆流可得到更低的出口冷卻水溫�；谝陨系目紤]確定了帶填料的復合流閉式冷卻塔的可行性,并完成了結構設計、軟件開發(fā)以及性能分析。首先,本文依據(jù)熱質交換原理,在一定假設的基礎上建立了盤管區(qū)與填料區(qū)的熱質交換模型,并根據(jù)經驗公式得到解析解;然后將結構設計流程轉換為計算機語言,完成軟件開發(fā),用戶通過輸入已知參數(shù)即可得到復合流閉式冷卻塔中盤管與填料的尺寸;最后筆者針對某一確定結構的復合流閉式冷卻塔展開了性能分析。在結構設計時,氣象參數(shù)為:干球溫度為31.5℃,濕球溫度為28℃,大氣壓為1.013?10~5Pa。冷卻水量為250m~3/h,冷卻水進口溫度為45℃、出口溫度為35℃。設計流程為:首先確定盤管尺寸,然后根據(jù)噴淋水的溫升以及噴淋水量確定填料尺寸。無論是在計算盤管尺寸還是填料尺寸時,都存在假設的數(shù)值,筆者的計算思路是依據(jù)假設的數(shù)值求出盤管尺寸或填料尺寸后,驗證假設的數(shù)值與實際運行工況下的數(shù)值是否在允許誤差內,若在允許誤差內即設計合理,否則就用實際數(shù)值代替假設數(shù)值重新計算,經過數(shù)次迭代循環(huán)最終輸出結果。由于本課題設計的帶填料的復合流閉式冷卻塔的結構對稱,所以在進行設計計算、軟件開發(fā)以及性能分析時均采用一半數(shù)據(jù),而另一半結構尺寸可通過鏡像獲得。進行結構設計之前,應明確冷卻任務、冷卻塔使用地的氣象條件、噴淋密度、空氣流量、盤管規(guī)格以及填料類型等參數(shù)。在計算時,由于循環(huán)終止條件設置的誤差較小以及循環(huán)嵌套太多,有可能出現(xiàn)在設計者設定的條件下無法獲取合適的尺寸等情況,此時筆者采取的是調整空氣流量或噴淋密度,所以最后的結果有可能與輸入?yún)?shù)存在一定的出入,使用軟件時應明確這一點,具體流程圖可查看第三章。最后進行性能分析是在固定冷卻塔結構的前提下開展的,首先將它與復合型逆流式冷卻塔進行對比,得出該課題設計的復合流閉式冷卻塔雖然冷卻水出口溫度稍高,但是盤管與填料對空氣的總阻力卻較小;此外還分析了噴淋密度和冷卻水量對復合流閉式冷卻塔的影響。隨著噴淋密度的增大,冷卻水出口水溫越來越低,冷卻效率越來越高,而盤管區(qū)風機壓頭損失卻會越來越大;隨著冷卻水量的增多,冷卻效率越來越低,本課題設計的冷卻塔結構冷卻水量建議在198m~3/h~330m~3/h之間。
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.42
【圖文】：

當兩個直接接觸的流體層流動速度不等時，兩者之間會產生動量傳遞；當兩流體的溫度不同時，會產生熱量傳遞；同理當兩流體的某組分濃度不同時，會產生質量傳遞，這三種傳遞具有諸多類似之處。在空氣和水進行直接接觸時，發(fā)生的熱質交換現(xiàn)象就包括這三種傳遞。當空氣和水之間進行直接接觸時，在靠近水的表面或在水滴的周圍會形成一個飽和空氣邊界層。邊界層內飽和空氣的溫度bT 與水表面的溫度wbT 相等，且該邊界層內的水蒸氣分壓力bP 僅與bT 相關。遠離該邊界層溫度為zT 的空氣被稱為主體空氣，主體空氣內水蒸氣分壓力為zP 。當zT 〉bT 時，主體空氣散失熱量，否則主體空氣得到熱量；當bP 〉zP 時，主體空氣內的水分子數(shù)量增多，濕度變大，否則主體空氣內水蒸氣分子數(shù)減少，濕度減小。所以由以上分析可知，熱交換與質交換的推動力分別是溫差與水蒸氣分壓力差，總熱交換的推動力是焓差[1]。具體熱質交換過程原理圖如下：

或缺的重要資源。工業(yè)革命以后，各行各業(yè)的用水量急劇增加，以致在經過和 20 世紀爭石油事件后，現(xiàn)有 21 世紀會爭水的言論。缺水早已不是個別國的難題，而是已經發(fā)展成為全球性的資源危機；昔日應對水資源短缺的解決修建大量的水利工程來增加水量供給，但現(xiàn)在許多國家的缺水已到極限，可難題的方式與以往大有不同。從當下開始，無論是國家層面還是個人層面，約和提高現(xiàn)有水資源的利用率，來滿足各種對水資源的需求。蒸發(fā)冷卻技術依據(jù)冷卻方式可分為三種。其中直接蒸發(fā)冷卻（DEC）技術在高的地區(qū)制冷效果不明顯，所以不宜在我國南方地區(qū)和沿海區(qū)域被單獨使用冷卻（IEC）的過程中產出介質和工作介質之間只有顯熱交換量；間接－直（IDEC）技術是復合直接與間接蒸發(fā)冷卻從而得到冷風或冷水的技術，采用換熱器因其往往是由兩級構成的，所以也被稱為兩級蒸發(fā)冷卻，這種技術是為廣泛的，因為它可以實現(xiàn)低于濕球溫度的送風溫度。

或缺的重要資源。工業(yè)革命以后，各行各業(yè)的用水量急劇增加，以致在經過和 20 世紀爭石油事件后，現(xiàn)有 21 世紀會爭水的言論。缺水早已不是個別國的難題，而是已經發(fā)展成為全球性的資源危機；昔日應對水資源短缺的解決修建大量的水利工程來增加水量供給，但現(xiàn)在許多國家的缺水已到極限，可難題的方式與以往大有不同。從當下開始，無論是國家層面還是個人層面，約和提高現(xiàn)有水資源的利用率，來滿足各種對水資源的需求。蒸發(fā)冷卻技術依據(jù)冷卻方式可分為三種。其中直接蒸發(fā)冷卻（DEC）技術在高的地區(qū)制冷效果不明顯，所以不宜在我國南方地區(qū)和沿海區(qū)域被單獨使用冷卻（IEC）的過程中產出介質和工作介質之間只有顯熱交換量；間接－直（IDEC）技術是復合直接與間接蒸發(fā)冷卻從而得到冷風或冷水的技術，采用換熱器因其往往是由兩級構成的，所以也被稱為兩級蒸發(fā)冷卻，這種技術是為廣泛的，因為它可以實現(xiàn)低于濕球溫度的送風溫度。

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

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本文編號：2762446