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复合式冷却塔工作性能实验研究

庄亚男  
【摘要】:冷却塔是用来消除系统废热的常用设备,具有冷却效率较高但耗水量大的显著特点,广泛应用于工业场所及大型空调系统。节能减排的提出使得冷却塔工作效率的提高一直以来备受关注,也是冷却塔发展的主流趋势;但近年来,水资源越发匮乏,尤其是我国西北干旱地区,冷却塔的大量水耗成为一大问题,因此如何减少冷却塔的喷淋蒸发水耗愈发受到关注;值得提出的是,在我国冷却塔发展至今,还存在一些技术问题,比如湿冷冬季的冷却塔出口产生的白雾等问题。为解决上述几大问题,实现冷却塔的技术改造,本文专门设计、搭建复合式冷却塔测试平台。与传统闭式冷却塔相比,复合式冷却塔在其顶部加设一段翅片管束,因此塔内既存在干式换热,又存在湿式换热,是一种干、湿组合式冷却塔,可有效缓解传统冷却塔水耗大、白雾等问题。本文首先对复合式冷却塔进行不同风量与不同喷淋水量的设置,研究这两个因素对复合闭式冷却塔的换热性能、阻力性能的影响;其次,以闭式冷却塔为实验对象,设置不同风量与喷淋水量,进行复合式冷却塔与闭式冷却塔的工作性能对比,考察复合式冷却塔相对于闭式冷却塔的换热性能提升度、能耗增加度以及节水性能提升度。通过实验数据分析可知,复合式冷却塔是一种受截面风速影响较大的冷却塔,截面风速达到3.5m/s时,换热效果达到最佳,翅片管区干式换热量高达总换热量37.7%;虽然加设的翅片管会造成空气流动阻力,但其带来的阻力不及湿区阻力,截面风速达到3.5m/s时,翅片管空气流动阻力为总阻力的29.4%。与闭式冷却塔相比,当截面风速大于2.0m/s后,复合式冷却塔的换热性能得到明显提升,以冷却水出口温度为评价指标,换热性能最多可提升51.4%;但综合考虑冷却水泵、喷淋水泵与风机三者总能耗,复合式冷却塔总能耗会稍有增大;对复合式冷却塔以及闭式塔保持同样的冷却负荷与截面风速,由于翅片管承担部分负荷,减少湿区喷淋水蒸发,可减少33.3%循环喷淋水量,因此复合式冷却塔是节水型冷却塔,适用于西北干旱缺水。


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