成品冷卻塔的計(jì)算選用

1、非標(biāo)狀態(tài)下成品冷卻塔的選用引言：工程設(shè)計(jì)中常用冷卻塔設(shè)計(jì)規(guī)范有：玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔（第1部分：中小型玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔）（GB/T 7190.1-2008）（簡(jiǎn)稱(chēng)塑冷1）玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔（第2部分：大型玻璃纖維增強(qiáng)塑料冷卻塔）（GB/T 7190.2-2008）（簡(jiǎn)稱(chēng)塑冷2）機(jī)械通風(fēng)冷卻塔工藝設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50392-2006（簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)冷）工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50102-2003（簡(jiǎn)稱(chēng)工冷）其中機(jī)冷及工冷均針對(duì)工業(yè)構(gòu)筑冷卻塔的工藝設(shè)計(jì)，較詳盡的介紹了冷卻塔的工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算方法；機(jī)冷第1.0.2條明確規(guī)定：不適用于開(kāi)放式冷卻塔、噴射式冷卻塔、小型玻璃鋼冷卻塔的設(shè)計(jì)。玻璃纖

2、維增強(qiáng)塑料冷卻塔（1，2）中的主要計(jì)算公式大量套用前述規(guī)范條文，對(duì)工程中大量應(yīng)用的小型成品塑料冷卻塔的選用計(jì)算卻極少涉及。空調(diào)工程中制冷設(shè)備在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，制冷機(jī)的排熱相對(duì)穩(wěn)定，尚可參照生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚筮x用，運(yùn)行結(jié)果不致出太大的偏差；而在工業(yè)企業(yè)中，承載廢熱的液體溫度常遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，如何進(jìn)行這類(lèi)冷卻塔的選型，找到一種便捷的方法對(duì)冷卻結(jié)果進(jìn)行預(yù)判并制定合理的設(shè)計(jì)方案便成了筆者一直努力的方向。 一；設(shè)計(jì)環(huán)境建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50015-2003（2009）第3.10.2條：冷卻塔設(shè)計(jì)計(jì)算所選用的空氣干球溫度和濕球溫度，應(yīng)與所服務(wù)的空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空氣干球溫度

3、和濕球溫度相吻合，應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度和濕球溫度。其條文解釋?zhuān)骸氨緱l規(guī)定：國(guó)家采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019-2003第3.2.7條規(guī)定：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50h的干球溫度；第3.2.8條規(guī)定：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50h的濕球溫度”民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50736-2012第4.1.6條：夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的干球溫度；第4.1.7條：夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證50小時(shí)的濕球溫度機(jī)冷GB/T50392-2006第4.0.4條：應(yīng)以日平均濕

4、球溫度為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)宜采用當(dāng)?shù)囟嗄昶骄拿磕曜顭釙r(shí)期3個(gè)月中最熱天數(shù)不超過(guò)510天的日平均濕球溫度作為濕球溫度，并以與之對(duì)應(yīng)的日平均干球溫度、大氣壓作為設(shè)計(jì)干球溫度、大氣壓。工冷GB/T50102-2003第2.1.11條：冷卻塔的最高冷卻水溫不應(yīng)超過(guò)生產(chǎn)工藝允許的最高值；計(jì)算冷卻塔的最高計(jì)算水溫的氣象條件應(yīng)符合下列規(guī)定：1， 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，宜采用按濕球溫度頻率統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的頻率為5%10%的日平均氣象條件；2， 氣象資料應(yīng)采用近期連續(xù)不少于5年，每年最熱時(shí)期不少于三個(gè)月（一般為6、7、8三個(gè)月）的日平均值3， 當(dāng)產(chǎn)品或設(shè)備對(duì)冷卻水溫的要求極為嚴(yán)格或要求不高時(shí)，根據(jù)具體要求，也可適當(dāng)

5、提高或降低氣象條件標(biāo)準(zhǔn)由以上各不同規(guī)范對(duì)氣象條件的要求可以看出：各規(guī)范針對(duì)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象所提要求的嚴(yán)格程度是不同的；建水GB50015-2003（2009）的條文針對(duì)的是空調(diào)工程中所用到的冷卻塔，其氣象條件對(duì)應(yīng)于暖通專(zhuān)業(yè)中對(duì)冷卻水的要求；機(jī)冷GB/T50392-2006和工冷GB/T50102-2003針對(duì)工業(yè)冷卻用水，其對(duì)水溫的要求相對(duì)寬范，所提氣象要求也較靈活；由于暖通規(guī)范中氣象資料比較完善，本文雖討論工業(yè)高溫冷卻水的問(wèn)題，基礎(chǔ)資料仍取自暖通規(guī)范，這并不影響對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的探討。三，基礎(chǔ)資料以蘇州地區(qū)氣象資料為例： 統(tǒng)計(jì)年份：19712000；該資料的跨度滿(mǎn)足各規(guī)范對(duì)統(tǒng)計(jì)時(shí)間的要求夏季空氣調(diào)節(jié)

6、室外計(jì)算干球溫度：34.4夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度：28.3夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度：70%冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度：3.7夏季室外大氣壓力：100.37KPa四，基本計(jì)算4.1飽和水蒸汽分壓計(jì)算P=2.0057173-3.142305（-）+8.2-0.0024804（373.16-T）4.1.1進(jìn)塔空氣在濕球溫度下（28.3）的水蒸汽分壓（KPa）P=2.0057173-3.142305（-）+8.2-0.0024804373.16-（273.1628.3）=0.00289364+0.7598561947-0.17784468=0.585P=3.846KPa4.1.2進(jìn)塔空氣在干球溫度下（

7、34.4）的水蒸汽分壓（KPa）P=2.0057173-3.142305（-）+8.2-0.0024804373.16-（273.1634.4）=0.2096308388+0.6885149038-0.16271424=0.7354P=5.437Kpa4.1.3進(jìn)塔空氣在干球溫度下（50）的水蒸汽分壓（KPa）P=12.335Kpa4.1.3進(jìn)塔空氣在干球溫度下（60）的水蒸汽分壓（KPa）P=19.917Kpa4.1.3進(jìn)塔空氣在干球溫度下（70）的水蒸汽分壓（KPa）P=31.16Kpa4.2進(jìn)塔空氣相對(duì)濕度= P-A（）/ P=3.8460.0007974*100.37（34.428.3

8、）/5.4370.6175 4.3進(jìn)塔空氣的焓值（KJ/Kg）=1.006+0.622（2500+1.858）P/（P-P）=1.006*34.4+0.622（2500+1.858*34.4）*0.6175*5.437/（100.37-3.846）=34.6064+5354.147566/96.524=90（KJ/Kg）=1.006*34.4+0.622（2500+1.858*34.4）*0.6175*5.437/（100.37-3.846）=34.6064+5354.147566/96.524=90（KJ/Kg）出塔空氣焓： 溫差5=+=90+=119.4（KJ/Kg）溫差10=+=90+=

9、148.76（KJ/Kg）溫差15=+=90+=178（KJ/Kg）溫差20=+=90+=207.5（KJ/Kg）溫差25=+=90+=236.8（KJ/Kg）溫差30=+=90+=256.3（KJ/Kg）溫差35=+=90+=295.6（KJ/Kg）塔內(nèi)空氣平均焓溫差5=（+）/2=104.7（KJ/Kg）溫差10=（+）/2=119.4（KJ/Kg）溫差15=（+）/2=134（KJ/Kg）溫差20=（+）/2=148.7（KJ/Kg）溫差25=（+）/2=163.4（KJ/Kg）溫差30=（+）/2=173（KJ/Kg）溫差35=（+）/2=193（KJ/Kg）4.4飽和空氣的焓值（KJ

10、/Kg）=1.006+0.622（2500+1.858）P/（P-P）溫度為37時(shí)，=144.2溫度為50時(shí)，=277.3溫度為60時(shí)，=464.5溫度為70時(shí)，=811.1五，推導(dǎo)逆流冷卻塔熱力學(xué)平衡基本方程（-h）dV=QdtN=V/Q=dtV-冷卻塔填料體積，-淋水填料的容積散質(zhì)系數(shù)，kg/.hQ-進(jìn)塔熱水流量，kg/hN-冷卻數(shù)-水的比熱，KJ/kg.t2-出塔水溫，K-考慮蒸發(fā)水量傳熱的流量系數(shù) K=1-t2/586-0.56（t2-20）K30=0.95 K35=0.94 K40=0.93 K45=0.92 K50=0.912 K32=0.945對(duì)于一個(gè)選定的成品冷卻塔來(lái)說(shuō)，填料的

11、體積V是固定的；容積散質(zhì)系數(shù)也是相對(duì)不變的；本文主要目標(biāo)是討論不同進(jìn)水水溫下的冷卻效果，因此生產(chǎn)工藝中的排水也是已知的，不去討論它的變化；因此，冷卻塔的冷卻數(shù)即是一個(gè)定數(shù)，所不同的是冷卻塔的出水水溫，如下式： dt=dt上式按相關(guān)規(guī)范可采用辛普遜公式近似求解dt=（+）=（0.046+0.197+0.04）=1.04N=1.04=dt通過(guò)試算（試算過(guò)程過(guò)于繁瑣，本文不列出過(guò)程），進(jìn)水水溫為70時(shí)，出水水溫約39進(jìn)水水溫為60時(shí)，出水水溫約37；進(jìn)水水溫為50時(shí)，出水水溫約36；結(jié)論：1：由于進(jìn)水水溫的提高，增加了傳熱的動(dòng)力，使冷卻塔的換熱量遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水水溫時(shí)的換熱量，但在不提高氣水比的情況下，一次換熱無(wú)法達(dá)到設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的出水溫度；在此情況下，需通過(guò)其它輔助手段，如增加冷卻水池預(yù)冷或采用冷卻塔兩次冷卻.2：