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冷卻塔原理與基本結構

發布時間:2023-04-07瀏覽次數:852

冷卻塔有很大的作用,是很多大型工廠、商場、火電廠必不可少的一種設備。

冷卻塔是利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產生蒸汽,蒸汽揮發帶走熱量達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或制冷空調中產生的余熱來降低水溫的蒸發散熱裝置,以保證系統的正常運行,裝置一般為桶狀,故名為冷卻塔。

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一、冷卻塔的基本原理

冷卻塔基本上屬于熱交換設備系統,進行熱交換的兩種介質即:水和空氣;整個過程是接觸散熱和蒸發散熱共同作用使水冷卻,該過程即:蒸發冷卻過程。接觸散熱(熱傳)-由于水和空氣接觸時存在溫度差,Tw>Ta,空氣帶走水的一部分熱量,使水溫下降;蒸發散熱(質傳)-由于水的表面蒸發形成的水蒸氣不斷向空氣中擴散,同時把水的汽化潛熱帶入空氣,水蒸發吸熱使剩余的水溫降低。

1. 冷卻塔中的散熱關系

在濕式冷卻塔中,熱水的溫度高,流過水表面的空氣的溫度低,水將熱量傳給空氣,由空氣帶走,散到大氣中去,水向空氣散熱有三種形式:

①觸散熱;

②蒸發散熱;

③輻射散熱。

冷卻塔主要靠前兩種散熱,輻射散熱量很小,可勿略不計。

2. 蒸發散熱原理

蒸發散熱通過物質交換,即通過水分子不斷擴散到空氣中來完成。

水分子有著不同的能量,平均能量由水溫決定,在水表面附近一部分動能大的水分子克服鄰近水分子的吸引力逃出水面而成為水蒸氣,由于能量大的水分子逃離,水面附近的水體能量變小。

因此,水溫降低,這就是蒸發散熱。

一般認為蒸發的水分子首先在水表面形成一層薄的飽和空氣層,其溫度和水面溫度相同,然后水蒸氣從飽和層向大氣中擴散的快慢取決于飽和層的水蒸氣壓力和大氣的水蒸氣壓力差,即道爾頓(Dolton)定律。

二、冷卻塔的基本結構

空調冷卻塔主要由冷卻塔塔體、電機、風機、填料、布水裝置、水管等組成。

支架和塔體:外部支撐

填料:為水和空氣提供盡可能大的換熱面積

冷卻水槽:位于冷卻塔底部,接收冷卻水

收水器:回收空氣流帶走的水滴

進風口:冷卻塔空氣入口

淋水裝置:將冷卻水噴出

風機:向冷卻塔內送風

軸流風扇:用于誘導通風冷卻塔

軸流/離心風扇:用于強制通風冷卻塔

冷卻塔百葉窗:平均進氣氣流;保留塔內水分

四、冷卻塔的種類

隨著工業的快速發展,冷卻塔也有了很多不同的種類,基本分為以下幾種:

1. 按通風方式:自然通風和機械通風;

2. 按水與空氣的流動方向:逆流式、橫流式和混流式;

3. 按水與空氣接觸方式:濕式、干式和干濕式三種;

4. 按用途:空調用冷卻塔和工業用冷卻塔;

5. 按噪音級別:普通型(P)、低噪音型(D)、超低噪音型(C);

6. 按填料淋水裝置:薄膜式和點滴式;

7. 冷卻塔按形式分為:逆流式,橫流式,引射式及蒸發式(閉式)冷卻塔。按外形分為圓形與方形。

還有其他型式冷卻塔,如噴流式冷卻塔、無風機冷卻塔等


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