干湿结合串联型逆流复合式冷却塔工作性能研究[范文]

 冷却塔作为冷却工艺流体的常用设备，具有冷却效率较高的显著特点，被广泛用于许多工业场合和建筑空调系统，不过也存在耗水量大的问题。能源紧张与工业用消耗量巨大是我国的基本国情，国家大力提倡节能减排使得冷却塔冷却效率和能耗、水耗的研究备受关注。因此本课题研究了一种将翅片管束与光管管束串联在一起的并且带填料的复合式冷却塔在处理40及以下的低温冷却水的工作性能并与普通闭式冷却塔的工作性能进行对比。

首先，本文对该复合式冷却塔翅片管干式空气冷却段、填料段、蒸发冷却段三部分的传热传质进行了分析，并以此建立了串联型逆流复合式冷却塔和闭式冷却塔的数学模型。然后搭建了串联型逆流复合式冷却塔和闭式冷却塔的综合实验平台，并选取工况研究了不同喷淋水流量和空气流量下二者的性能并进行比较，还利用数学模型进行计算并与试验结果进行对比。

研究结果显示，串联型逆流复合式冷却塔理论计算值与试验测试值的最大相对误差不超过12，而闭式冷却塔理论计算值与试验测试值的最大相对误差不超过15，满足工程实际的计算需要。

试验结果显示，串联型逆流复合式冷却塔冷却水进出口温差随着截面风速先增大后减小，最佳截面风速为3.5。喷淋水量对串联型逆流复合式冷却塔的冷却水温差影响较大，在截面风速为3.5，喷淋水为2.1时冷却水进出口温差为5.4，而喷淋水量为3.3时冷却水进出口温差为7。

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通过数学模型模拟计算结果显示，串联型逆流复合式冷却塔内空气焓值沿冷却塔高度逐渐增加，空气温度在蒸发冷却段基本不变而在翅片管段显著增加，冷却水在翅片管段温降占总温降的36左右，喷淋水流经填料层后温度降低，而在光管蒸发冷却段呈现先升温后降温现象。

与闭式冷却塔相比，串联型逆流复合式冷却塔性能优势明显，在本文试验工况中串联型逆流复合式冷却塔冷却水进出口温差在相同工况下最多可比闭式冷却塔提升52。而且串联型逆流复合式冷却塔冷却效率在各工况下均比闭式冷却塔高，闭式冷却塔冷却效率最高为55，而串联型逆流复合式冷却塔可达到77%。串联型逆流复合式冷却塔喷淋水消耗量比闭式冷却塔节省约33。不过流动阻力也会增加，其中空气流动阻力最多增加53，而冷却水流动阻力由于翅片管束的存在比闭式冷却塔高83.3。

串联型逆流复合式冷却塔在不同工况下干区的阻力均小于湿区的阻力，当截面风速为3.5时，干区阻力仅为湿区阻力的41.7。光管管束冷却水流动阻力占总阻力的54.5。串联型逆流复合式冷却塔因存在翅片管使得出口空气干球温度增加而相对湿度降低，从而对冬季防白雾有利。

关键词：复合式冷却塔，翅片管，填料，喷淋水，工作性能

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