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冷却塔原理与基本结构

发布时间:2023-04-07浏览次数:991

冷却塔有很大的作用,是很多大型工厂、商场、火电厂必不可少的一种设备。

冷却塔是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽,蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置,以保证系统的正常运行,装置一般为桶状,故名为冷却塔。

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一、冷却塔的基本原理

冷却塔基本上属于热交换设备系统,进行热交换的两种介质即:水和空气;整个过程是接触散热和蒸发散热共同作用使水冷却,该过程即:蒸发冷却过程。接触散热(热传)-由于水和空气接触时存在温度差,Tw>Ta,空气带走水的一部分热量,使水温下降;蒸发散热(质传)-由于水的表面蒸发形成的水蒸气不断向空气中扩散,同时把水的汽化潜热带入空气,水蒸发吸热使剩余的水温降低。

1. 冷却塔中的散热关系

在湿式冷却塔中,热水的温度高,流过水表面的空气的温度低,水将热量传给空气,由空气带走,散到大气中去,水向空气散热有三种形式:

①触散热;

②蒸发散热;

③辐射散热。

冷却塔主要靠前两种散热,辐射散热量很小,可勿略不计。

2. 蒸发散热原理

蒸发散热通过物质交换,即通过水分子不断扩散到空气中来完成。

水分子有着不同的能量,平均能量由水温决定,在水表面附近一部分动能大的水分子克服邻近水分子的吸引力逃出水面而成为水蒸气,由于能量大的水分子逃离,水面附近的水体能量变小。

因此,水温降低,这就是蒸发散热。

一般认为蒸发的水分子首先在水表面形成一层薄的饱和空气层,其温度和水面温度相同,然后水蒸气从饱和层向大气中扩散的快慢取决于饱和层的水蒸气压力和大气的水蒸气压力差,即道尔顿(Dolton)定律

二、冷却塔的基本结构

空调冷却塔主要由冷却塔塔体、电机、风机、填料、布水装置、水管等组成。

支架和塔体:外部支撑

填料:为水和空气提供尽可能大的换热面积

冷却水槽:位于冷却塔底部,接收冷却水

收水器:回收空气流带走的水滴

进风口:冷却塔空气入口

淋水装置:将冷却水喷出

风机:向冷却塔内送风

轴流风扇:用于诱导通风冷却塔

轴流/离心风扇:用于强制通风冷却塔

冷却塔百叶窗:平均进气气流;保留塔内水分

四、冷却塔的种类

随着工业的快速发展,冷却塔也有了很多不同的种类,基本分为以下几种:

1. 按通风方式:自然通风和机械通风

2. 按水与空气的流动方向:逆流式、横流式和混流式

3. 按水与空气接触方式:湿式、干式和干湿式三种

4. 按用途:空调用冷却塔和工业用冷却塔

5. 按噪音级别:普通型(P)、低噪音型(D)、超低噪音型(C)

6. 按填料淋水装置:薄膜式和点滴式

7. 冷却塔按形式分为:逆流式,横流式,引射式及蒸发式(闭式)冷却塔。按外形分为圆形与方形。

还有其他型式冷却塔,如喷流式冷却塔、无风机冷却塔等


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