冷却塔的设计

23.5冷却塔的设计与计算23.5.1设计任务、范围与技术指标（1）工艺设计任务冷却塔的工艺设计，主要是热力计算。包括两类问题：

第一类问题：在规定的冷却任务下，即已知冷却量Q，冷却前、后水温t1、t2和当地气象参数（τ，θ，φ，Ρ），选定淋水填料。通过热力、空气动力和水力计算，决定冷却塔尺寸，选定段数（个数），风机，配水系统和循环水泵等。水的冷却如果已经选定某一定型塔，则按照选定的冷却塔与当地气象参数，确定冷却曲线与特性曲线的交点（工作点），从而求得所需要的气水比（λD）。最后确定所需冷却塔的总面积，段数，校核或选定风机。

第二类问题：已知标准塔的各项条件（如平面尺寸、竖向尺寸、淋水填料形式、尺寸规格、风筒高或风机型号等），在当地气象参数下（τ，θ，φ，Ρ），按照给定的气水比λ和水量Q，选定冷却塔总段数，再验算冷却塔的出水温度t2是否符合要求。水的冷却23.5冷却塔的设计与计算（2）设计范围冷却塔的工艺设计主要包括3部分：1）冷却塔类型的选择，包括塔形、淋水填料、其他装置和设备的选择。2）工艺计算：包括热力、空气动力和水力计算。3）冷却塔的平面、高程、管道布置和循环水泵站设计。水的冷却23.5冷却塔的设计与计算

水的冷却23.5冷却塔的设计与计算

水的冷却23.5冷却塔的设计与计算3）冷幅宽（冷却温差）——冷却前后的水温差，△t=t1-t2。△t表示温降的绝对值大小，但不能表示冷却效果与外界气象条件的关系。△t很大，散热很多，并不能说明冷却后水温就很低，故应结合下列指标一起考虑。4）冷幅高（△t’）——冷却后水温t2与当地湿球温度τ之差。△t’=t2-τ。τ值是水冷却所能达到的最低水温，△t’越小，即t2越接近τ值，冷却效果越佳。5）冷却塔效率——冷却塔的完善程度，通常用效率系数（

η）来衡量。水的冷却23.5冷却塔的设计与计算

水的冷却23.5冷却塔的设计与计算

水的冷却23.5冷却塔的设计与计算23.5.3设计步骤和方法首先根据设计地区气象资料，工艺要求，算的具有一定保证率下的τ，θ，φ，Ρ。其次，根据设计任务选定冷却塔塔型和淋水材料选择时可参考表：水的冷却23.5冷却塔的设计与计算（1）热力计算

热力计算的目的是在规定的冷却任务下，确定冷却塔所需总面积，即已知Q，t1，t2，P，τ和φ，求F（第一类问题）；或计算所设计的冷却塔在不同情况下，冷却后的实际水温，亦即已知Q，λ，P，τ,φ，f(单塔面积)和t1求t2（第二类问题）。水的冷却23.5冷却塔的设计与计算（2）空气动力力计算进行冷却塔内空空气动力计计算的目的的是为了选选择适当的的风机或验验算选定的的风机是否否符合要求求，或确定定自然通风风冷却塔的的高度。空气动力计算包包括：（1）根据所需需风量计算算全塔通风风阻力，有有经验公式式法和同类类型塔实测测数据；（2）通风抽力力计算，对对机力塔是是确定风机机型号及叶叶片安装角角度，对自自然塔则为为确定风筒筒高度水的冷冷却23.5冷却塔的设设计与计算算1)机械通风冷冷却塔（a）风速：拟拟定风速，，应先知风风量。当确确定风机型型号后，可可在风机特特性曲线高高效区查得得风量G；未确定风风机型号时时，可从工工作点求得得气水比λλD，从而求得得风量G。根据已知风风量G（kg/h），按下式式计算风速式中vi——空气通通过冷却塔塔各部位时时的流速，，m/s；Fi——空气通通过冷却塔塔各部位时时的横截面面积，m²；ρm——冷却塔塔内湿空气气的平均密密度，kg/m³³。水的冷冷却23.5冷却塔的设设计与计算算（b）空气阻力力空气阻力包包括塔体阻阻力和淋水水填料阻力力两部分。。塔体阻力力包括由冷冷空气进口口至热空气气出口所经经过的各个个部位的局局部阻力，，其相应的的阻力系数数常采用试试验数值或或利用经验验公式计算算（见例题题）。不同同型式淋水水填料的阻阻力△P/ρg，可由△P/ρg与v关系曲线查查得（见图图23-35）。塔体阻力为式中Hi——各部位位的气流阻阻力损失，，Pa；ξi———各各部部位位的的局局部部阻阻力力系系数数；；ρm———塔塔内内湿湿空空气气平平均均密密度度，，kg/m3.水的的冷冷却却23.5冷却却塔塔的的设设计计与与计计算算（c）通通风风机机选选择择根据据空空气气体体积积流流量量和和总总阻阻力力值值，，选选择择风风机机型型号号，，并并从从风风机机特特性性曲曲线线上上选选定定风风机机叶叶片片的的安安装装角角度度。。风风机机配配备备的的电电机机功功率率按按下下式式计算算式中中Gp———将将空空气气重重量量流流量量换换算算成成的的风风量量；；m³³/s；H———实实际际工工作作气气压压，，Pa；η1———风风机机机机械械效效率率；；η2———风风机机效效率率，，由由风风机机特特性性曲曲线线上上查查出出；；B———电电机机安安全全系系数数，，B=1.15～1.20.水的的冷冷却却23.5冷却却塔塔的的设设计计与与计计算算2）风筒筒式自自然然通通风风冷冷却却塔塔风筒筒式冷冷却却塔塔进进塔塔空空气气量量是是有有空空气气的的密密度度差差而而产产生生的的抽抽力力决决定定。。进进塔塔的的空空气气密密度度比比较较大大，，而而在在塔塔内内由由于于吸吸收收了了热热量量而而密密度度变变小小，，空空气气变变轻轻，，产产生生向向上上运运动动的的力力，，使使空空气气不不断断进进入入塔塔内内。。任任何何情情况况下下，，进进入入塔塔内内的的空空气气流流动动中中所所产产生生的的阻阻力力，，在在工工作作点点由由于于密密度度差差产产生生的的抽抽力力必必须须相相等等，，才才能能使使进进塔塔流流量量保保持持不不变变。。从从而而决决定定工工作作点点的的实实际际空空气气流流速速和和塔塔筒筒的的高高度度。。抽抽力力与与阻阻力力的的计计算算式式如如下下：：水的的冷冷却却23.5冷却却塔塔的的设设计计与与计计算算抽力：阻力力：式中中ρ1、ρρ2———分分别别为为塔塔外外和和填填料料上上部部的的空空气气密密度度，，kg/m3ρm———淋水水塔塔中中的的平平均均空空气气密密度度,kg/m3vm———淋水水填填料料中中的的平平均均风风速速,m/sHe———冷却却塔塔通通风风筒筒有有效效高高度度，，m,等于于从从淋淋水水填填料料中中部部到到塔塔顶顶的的高高度度。。水的的冷冷却却23.5冷却却塔塔的的设设计计与与计计算算如果果塔形形已已定定，，可可根根据据H=Z0确立立塔塔内内风速速：进塔风风量量公公式式为：式中D———填填料料1/2高度度处处直直径径，，m水的冷却却23.5冷却塔的设计计与计算如已知风速（vm一般0.6~1.2m/s）,即可求冷却塔塔高度He。风筒式冷却塔的总总阻力系数ξξ常按下式计计算：式中H0——进风口高度，，mD0——进风口直径，，mFm——淋水填料面积积，m2FT——风筒出口面积积，m2ξp——淋水填料的阻阻力系数，有有实验确定。。水的冷却却23.5冷却塔的设计计与计算（3）水力计算水力计算的目的主要是是确定配水管管渠尺寸，配配水喷嘴个数数、布置，计计算全程阻力力，并为选择择循水供水水水泵提供数据据。1）管式配水系统固定管为压力配水水，配水管中中流速1～1.5m/s，系统总阻力力损失不超过过4.9kPa,喷嘴前水压为为69kPa左右。喷嘴之间距离通常常为0.85～1.10m。旋转管式配水系统统的计算可参参阅有关手册册。水的冷却却23.5冷却塔的设计计与计算2）槽式配水系统计算方法与明渠相同。。主槽流速0.8～1.2m/s，工作槽流速速0.5～0.8m/s；槽内正常水水位大于150mm，工作槽净宽宽不小于120mm，高度不大于于350mm。管嘴直径不小于于15mm，管嘴间距在在小塔0.5～0.7m，大塔0.8～1.0m。水的冷却却23.5冷却塔的设计计与计算水的冷却却23.5冷却塔的设计计与计算4）流量损失流量损失是指循环环水从进入冷冷却塔到排出出冷却塔的过过程中因蒸发发