风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔的冷却性能研究及其软件开发
发布时间：2021-11-02 09:01
横流式冷却塔作为空调系统和工业生产中常见的一种冷却设备,是利用空气和喷淋水对工艺流体进行冷却,以达到冷却要求。风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔作为一种新型高效横流式冷却塔,是将翅片管与光管进行串联,并且在光管区布置喷淋装置,通过风冷与蒸发冷却双重冷却方式,实现了工艺流体降温的目的。该型塔因具有保证了管内冷却水水质、减少了蒸发损失、风冷和蒸发双重高效冷却等优点而得到了广泛应用。本文采用数值模拟和软件开发相结合的方式,对复合型横流塔内结构和运行参数对其冷却性能的影响进行了研究,获得了不同季节性下复合型横流塔不同运行模式的适用性及其优化控制策略,在此基础上开发了适用于工程应用的热力计算软件。数值模拟方面,利用MATLAB软件建立了复合型横流塔内翅片区、光管区以及填料区的传热传质方程,数值模拟了结构参数和运行参数对冷却水出口温度和冷却效率的影响。研究表明:结构参数中,随着单排盘管根数、管排数和单根管长度的增加,冷却水出口温度降低,冷却效率随之提高。相反,管间距的增加会导致冷却水出口温度升高,冷却效率下降。就运行参数而言,冷却水出口温度和冷却效率随着空气湿球温度的升高而增大;随着空气流量和喷淋水量的...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１横流式冷却塔结构示意图??图２－１?（ｂ）为闭式横流塔，喷淋水通过喷淋水泵将喷淋水从集水槽中抽出后垂直洒落，??
流速度有限并且无法满足冷却要求时，可开启风机，采用机械通风。??２．１．３全盘管型和填料与盘管复合型横流塔??全盘管型横流塔也就是传统的闭式横流塔（如图２－１?（ｂ）所示），主要换热发生在换??热盘管区，由于金属的传热系数较大，所以全盘管型都是由金属组成，导致塔的成本较高，??在一定程度上限制了其推广和使用。同时盘管可分为翅片管和光管，翅片管在风冷工况下??的传热系数优于光管；但在蒸发冷却工况下翅片管在有喷淋水时会增加喷淋水的流动阻??力，相比之下光管更适合。因此，无蒸发冷却时全盘管型多用翅片管，而在有喷淋时，多??采用光管。??！ａ?ａＴａ?ａ??圓４??Ｃ?ｍｕ?）?料??图２－２填料与盘管复合型横流塔结构示意图??填料与盘管复合型横流塔相比于全盘管型，在换热盘管的上部增加了填料区（如图２－２??所示），填料作为表面增强剂可以强化换热，使得喷淋水在填料表面形成一层水膜，强化??了空气与喷淋水之间的换热，有利于喷淋水的降温减湿，而经处理后的喷淋水到达换热盘??管处时，能够带走更多的热量，以达到更好的降温目的。因此在满足流体介质和换热量要??求的条件下
?＾??图２－３风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔结构示意图??风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔的结构如图２－３所示，该复合型横流塔由塔体、风机、??挡水板、喷淋装置、换热盘管、集水槽、出风口和循环水泵等部分组成。换热盘管由翅片??管和光管段串联而成，是冷却塔换热的核心部分；在翅片管与光管的中间布置了喷淋装置，??作用是将喷淋水均匀喷洒到光管上起到蒸发冷却作用；塔底部设有集水槽，用来收集喷淋??水以便于循环使用。该塔的工作原理为冷却水从塔体上部进入翅片盘管，与从塔外横向外??掠翅片管壁的空气进行热交换即风冷：风冷降温后的冷却水从翅片管区进入光管区，而喷??淋水在光管区上部喷淋装置的作用下在盘管外表面形成薄水膜，从而强化了传热，水膜吸??收管内冷却水的热量并蒸发，且与塔内的空气进行热质交换，使冷却水达到降温的目的；??被加热加湿后的空气在左侧风机的作用下带着余热余湿被排出塔体。??２．３复合型横流闭式冷却塔冷却性能的影响因素??由于复合型横流闭式冷却塔结构特殊换热过程的复杂性，其结构参数与运行参数的改??变都会对冷却效果产生一定的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械通风(湿式)逆流冷却塔与横流冷却塔的比较[J]. 段志栋. 化学工程与装备. 2017(05)
[2]盘管与填料复合型横流式冷却塔热力性能分析[J]. 贾祥钦,卢岩飞. 节能. 2017(03)
[3]农村水情认知特征及其影响因素[J]. 温胜芳,王亚华,陈春良,王晓莉. 中国水利. 2016(22)
[4]我国地下水环境管理现状及管理制度构建研究[J]. 李敏,赵丽娜,王宏洋,蔡木林,朱静,王海燕. 环境保护科学. 2016(05)
[5]横流闭式冷却塔数学模型的试验验证[J]. 李宁瑾. 制冷与空调. 2016(09)
[6]复合式冷却塔换热性能实验研究[J]. 庄亚男,周亚素,李进,熊婕,赖春发,査小欢. 建筑热能通风空调. 2016(06)
[7]中国建筑能源消费情况研究[J]. 侯利恩. 华中建筑. 2015(12)
[8]横流闭式冷却塔的微分方程及其解法(下)[J]. 李宁瑾,曹长. 制冷与空调. 2015(09)
[9]横流闭式冷却塔的微分方程及其解法(上)[J]. 李宁瑾,曹长. 制冷与空调. 2015(08)
[10]横流式冷却塔传热模型与影响因素研究[J]. 王亮,王曦,卢军. 热科学与技术. 2015(04)
硕士论文
[1]风冷与蒸发冷却并联复合型冷却塔结构设计及优化分析[D]. 龚晓燕.山东建筑大学 2015
[2]填料加盘管型闭式冷却塔冷却性能的理论分析与实验验证[D]. 丁枭.东华大学 2015
[3]盘管与填料复合型横流式冷却塔的结构设计与性能分析[D]. 贾祥钦.山东建筑大学 2014
[4]空冷与喷淋两用冷却器的优化设计及性能分析[D]. 刘青.山东建筑大学 2014
[5]蒸发式冷凝器传热性能研究及其优化[D]. 刘丽.天津商业大学 2013
[6]干盘管与湿盘管组合式闭式冷却塔的结构设计及性能分析[D]. 房大兵.山东建筑大学 2012
[7]自然通风逆流湿式冷却塔性能评价及环境侧风影响的试验研究[D]. 程艳花.山东大学 2007
本文编号：3471741
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１横流式冷却塔结构示意图??图２－１?（ｂ）为闭式横流塔，喷淋水通过喷淋水泵将喷淋水从集水槽中抽出后垂直洒落，??
流速度有限并且无法满足冷却要求时，可开启风机，采用机械通风。??２．１．３全盘管型和填料与盘管复合型横流塔??全盘管型横流塔也就是传统的闭式横流塔（如图２－１?（ｂ）所示），主要换热发生在换??热盘管区，由于金属的传热系数较大，所以全盘管型都是由金属组成，导致塔的成本较高，??在一定程度上限制了其推广和使用。同时盘管可分为翅片管和光管，翅片管在风冷工况下??的传热系数优于光管；但在蒸发冷却工况下翅片管在有喷淋水时会增加喷淋水的流动阻??力，相比之下光管更适合。因此，无蒸发冷却时全盘管型多用翅片管，而在有喷淋时，多??采用光管。??！ａ?ａＴａ?ａ??圓４??Ｃ?ｍｕ?）?料??图２－２填料与盘管复合型横流塔结构示意图??填料与盘管复合型横流塔相比于全盘管型，在换热盘管的上部增加了填料区（如图２－２??所示），填料作为表面增强剂可以强化换热，使得喷淋水在填料表面形成一层水膜，强化??了空气与喷淋水之间的换热，有利于喷淋水的降温减湿，而经处理后的喷淋水到达换热盘??管处时，能够带走更多的热量，以达到更好的降温目的。因此在满足流体介质和换热量要??求的条件下
?＾??图２－３风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔结构示意图??风冷蒸发复合型横流闭式冷却塔的结构如图２－３所示，该复合型横流塔由塔体、风机、??挡水板、喷淋装置、换热盘管、集水槽、出风口和循环水泵等部分组成。换热盘管由翅片??管和光管段串联而成，是冷却塔换热的核心部分；在翅片管与光管的中间布置了喷淋装置，??作用是将喷淋水均匀喷洒到光管上起到蒸发冷却作用；塔底部设有集水槽，用来收集喷淋??水以便于循环使用。该塔的工作原理为冷却水从塔体上部进入翅片盘管，与从塔外横向外??掠翅片管壁的空气进行热交换即风冷：风冷降温后的冷却水从翅片管区进入光管区，而喷??淋水在光管区上部喷淋装置的作用下在盘管外表面形成薄水膜，从而强化了传热，水膜吸??收管内冷却水的热量并蒸发，且与塔内的空气进行热质交换，使冷却水达到降温的目的；??被加热加湿后的空气在左侧风机的作用下带着余热余湿被排出塔体。??２．３复合型横流闭式冷却塔冷却性能的影响因素??由于复合型横流闭式冷却塔结构特殊换热过程的复杂性，其结构参数与运行参数的改??变都会对冷却效果产生一定的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械通风(湿式)逆流冷却塔与横流冷却塔的比较[J]. 段志栋. 化学工程与装备. 2017(05)
[2]盘管与填料复合型横流式冷却塔热力性能分析[J]. 贾祥钦,卢岩飞. 节能. 2017(03)
[3]农村水情认知特征及其影响因素[J]. 温胜芳,王亚华,陈春良,王晓莉. 中国水利. 2016(22)
[4]我国地下水环境管理现状及管理制度构建研究[J]. 李敏,赵丽娜,王宏洋,蔡木林,朱静,王海燕. 环境保护科学. 2016(05)
[5]横流闭式冷却塔数学模型的试验验证[J]. 李宁瑾. 制冷与空调. 2016(09)
[6]复合式冷却塔换热性能实验研究[J]. 庄亚男,周亚素,李进,熊婕,赖春发,査小欢. 建筑热能通风空调. 2016(06)
[7]中国建筑能源消费情况研究[J]. 侯利恩. 华中建筑. 2015(12)
[8]横流闭式冷却塔的微分方程及其解法(下)[J]. 李宁瑾,曹长. 制冷与空调. 2015(09)
[9]横流闭式冷却塔的微分方程及其解法(上)[J]. 李宁瑾,曹长. 制冷与空调. 2015(08)
[10]横流式冷却塔传热模型与影响因素研究[J]. 王亮,王曦,卢军. 热科学与技术. 2015(04)
硕士论文
[1]风冷与蒸发冷却并联复合型冷却塔结构设计及优化分析[D]. 龚晓燕.山东建筑大学 2015
[2]填料加盘管型闭式冷却塔冷却性能的理论分析与实验验证[D]. 丁枭.东华大学 2015
[3]盘管与填料复合型横流式冷却塔的结构设计与性能分析[D]. 贾祥钦.山东建筑大学 2014
[4]空冷与喷淋两用冷却器的优化设计及性能分析[D]. 刘青.山东建筑大学 2014
[5]蒸发式冷凝器传热性能研究及其优化[D]. 刘丽.天津商业大学 2013
[6]干盘管与湿盘管组合式闭式冷却塔的结构设计及性能分析[D]. 房大兵.山东建筑大学 2012
[7]自然通风逆流湿式冷却塔性能评价及环境侧风影响的试验研究[D]. 程艳花.山东大学 2007
本文编号：3471741
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3471741.html
