CN104535106A - 用于冷却塔的横流填料测试台 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于冷却塔的横流填料测试台，有骨架，其前、后侧及底部焊有面板，顶部有封板，骨架内从左到右设进风口、填料区和整流挡水帘，整流挡水帘到骨架右侧边为防旋涡滤水珠的过渡区；封板下底面连淋水槽，淋水槽下面相对填料区；骨架右上部外连有风筒，风筒右端口设风机；有温度测试系统、气体精密稳流系统和流量计的风量测试系统；流量计经出风气流采集仪与气流出口处连；风筒为直圆管形结构，进口处有转接段；整流挡水帘底部和转接段左端口底部之间，连有引流隔板，冷却水流量测试系统含流量测试仪；整机有热平衡控制系统的控制装置。本发明用于冷却塔的横流填料测试，具缩短冷却塔设计周期，保设计正确快速的优点。

Description

用于冷却塔的横流填料测试台

技术领域

本发明属于冷却塔测试技术领域，具体涉及一种适用于横流冷却塔热性能基础数据的研究和测试装置。

背景技术

现有技术的冷却塔设计，由于没有足够准确的热性能基础数据，往往依靠“猜测—试验—再猜测—再试验”的模式来设计，这种摸索设计的模式往往给工厂造成耗时长、成本高、设计不准确的困扰。

横流式冷却塔是冷却塔的主要形式之一，但是横流塔的性能和设计方面，却一直没有一套成熟的理论和测试手段，不能获得横流填料的热性能数据，不同的横流填料，性能往往会有较大的差异，使得横流冷却塔的生产企业，在准确的设计横流式冷却塔方面，碰到一定的困难。

例如中国专利申请号200710173123.5,名称为“逆流式冷却塔模拟测试实验台”的发明专利申请，该发明涉及一种逆流式冷却塔模拟测试实验台,包括冷却塔和空调处理装置,所述的冷却塔中有冷却盘管、填料,其下方的冷却塔四个内壁面上设有外凹槽,收集贴壁的水流。这种试验台在温度、风量及冷却水量等各方面的测量手段过于简易，使得填料测试精度大受影响，对实际应用缺乏可信的指导意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的冷却塔的横流填料测试缺乏准确的测试手段、测试精度差、使用意义低的缺陷，提供一种科学合理的设置装备，检测效果精确，具备较强的实际应用指导意义。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种用于冷却塔的横流填料测试台，包括方框式结构的骨架，其特征是，骨架的前侧、后侧及底部都焊接有面板，骨架的顶部有封板，骨架的内部从左侧到右侧间隔地依次设置有进风口、填料区和整流挡水帘，整流挡水帘到骨架的右侧边为一防旋涡和滤去水珠的过渡区；所述封板的下底面固定连接有淋水槽，淋水槽的下面与填料区隔空相对；骨架右侧的上部外面沿横向连接有风筒，风筒中接近右端口的部位安装有轴流式FRP风机；

本测试台设有：

温度测试系统，包括设置在气流进口处的进口干湿球温度测试仪，设置在气流出口处的出口干湿球温度测试仪，设置在冷却水进口处的进水温度测试仪，设置在出水口的的出水温度测试仪。

风量测试系统，包括设有气体精密稳流系统和流量计；流量计通过出风气流采集仪与气流出口处连接；气体精密稳流系统包括所述的风筒，在风筒的进口处，有一个入口处经过圆顺的圆锥形的转接段，转接段的右端与风筒的左入口光滑连接，风筒为直圆管形结构；在整流挡水帘的底部和所述转接段的左端口底部之间，倾斜地连接有引流隔板，引流隔板与转接段通过圆弧过渡连接。

冷却水流量测试系统，包括在在冷却水进口处安置有流量测试仪。

整机设有包括微控制器的控制装置，控制装置包含热平衡控制系统。

优化方案，风筒设有两个功能段，包括连为一体的稳定段和测量段，测量段置于稳定段的右侧，所述出风气流采集仪与测量段的中部壁部连接；稳定段的长度大于l₁＝0.03d ²q/ν，其中，

l₁，稳定段长度，厘米；

d，风筒的直径，厘米；

q，平均速度，厘米/秒；

ν，运动粘性系数，厘米²/秒。

现有的通风机性能试验的风筒通常采用截面积先减小后增大的管道，例如采用某种喷管，但是这种喷管的设计非常复杂、制造工艺十分困难，本发明采用所述的计算式选取的直管作为稳定段经实践证明是很有效的。

现有技术还忽略了置于管道中的风机本身对气流的扰动所造成的测量误差，因此对风机的影响需要有一定的距离，即测量头要离开风机一定的距离。所以本发明的出风气流采集仪设在测量段的中部壁部而不是尾部，避开风机一定的距离，也避开稳定段一定的距离。

优化方案，风筒的进口处设置有整流格，整流格是由两组垂直相交薄板所组成平行通道系统。整流格消除来流中存在的旋转运动，由于不稳定的气流会进入入口处，这样就把一些不规则的涡旋也带进来了，在风筒的入口装有整流格可以予以削弱。

优化方案，填料区为自左上方至右下方倾斜设置的结构，填料区在竖直方向的投影面与淋水槽在竖直方向的投影面相对应，填料区底部密封处理。填料规格适用范围可选择，其高度范围可达3660mm，宽度可达1220mm。

优化方案，整流挡水帘的右侧底部有积水盘，积水盘与连接于骨架底部的排水阀门连接。整流挡水帘为由两组垂直相交薄板所组成的平行通道系统。

优化方案，所述引流隔板的结构是，下部宽平，上部卷曲成为半圆形，从下部到上部的中间部分为渐进卷曲，上部与转接段连接；引流隔板的两侧边与骨架的连接处有密封处理；引流隔板相对于骨架的底面的倾斜度小于50°。

优化方案，在风筒入口处的整流格的右面连接有若干层十分均匀的筛网；所述的风筒、转接段、引流隔板的过流表面全部经过抛光处理，表面粗糙度低于Ra0.4μm。设置筛网使来流的湍流度衰减更快，筛网的网眼大小可以通过涂油漆调整；流道表面抛光利于减少边界阻力，使流动稳定。

优化方案，骨架的四角设有立柱，骨架的前、后侧面有斜撑杆，骨架的前、后侧面的中间有若干根加强柱，骨架外侧覆有波形板，并进行了密封处理；骨架有一个侧面连接有梯子；风筒的底部有支架支撑固定；FRP风机通过减速机与连接在底座上的电机连接，底座固定在地面上。

优化方案，淋水槽包括淋水槽框，淋水槽框的中间固定有FRP底板，FRP底板上阵列若干淋水孔或连接有喷头。

本发明的有益效果是：

1、用本发明指导新冷却塔设计，能缩短设计周期，避免浪费，确保设计正确快速；

2、测试数据不但实用性强而且可拓展性强；

3、气流通道设有精密稳流结构，风量测试稳定、可靠、精准；

4、参数的测量准确度高，保证误差在±5％范围之内；

5、填料最高高度可达3660mm，最宽可达1220mm，调试范围广。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是实施例的左视示意图；

图3是实施例的右视示意图；

图4是淋水槽的结构示意图。

图中，骨架1；封板11；排水阀门12；立柱13；斜撑杆14；加强柱15；斜拉撑杆16；填料区2；整流挡水帘3；引流隔板31；积水盘32；淋水槽4；淋水槽框41；FRP底板42；风筒5；转接段51；稳定段52；测量段53；整流格54；筛网55；支架56；FRP风机6；减速机61；底座62；进口干湿球温度测试仪71；出口干湿球温度测试仪72；进水温度测试仪73；出水温度测试仪74；出风气流采集仪8；梯子9；栏杆91；护栏92。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步描述。

实施例：如图1-3所示，一种用于冷却塔的横流填料测试台，包括方框式结构的骨架1，骨架1的前侧、后侧及底部都焊接有面板，骨架的顶部有封板11，骨架1的内部从左侧到右侧间隔地设置有进风口、填料区2和整流挡水帘3，整流挡水帘3到骨架1的右侧边为一防旋涡和滤去水珠的过渡区；所述封板11的下底面固定连接有淋水槽4，淋水槽4的下面与填料区2隔空相对；骨架1右侧的上部外面沿横向连接有风筒5，风筒5中接近右端口的部位安装有轴流式FRP风机6。

本测试台设有：

温度测试系统，包括设置在气流进口处的进口干湿球温度测试仪71，设置在气流出口处的出口干湿球温度测试仪72，安置在冷却水进口处的进水温度测试仪73，安置在出水口的的出水温度测试仪74。

风量测试系统，包括设有气体精密稳流系统和流量计；流量计通过出风气流采集仪8与气流出口处连接；气体精密稳流系统包括所述的风筒5，风筒5为直圆管形结构，在风筒的进口处，有一个圆锥形的转接段51，转接段51的入口处经过圆顺处理，转接段51的右端与风筒5的左入口连接；在整流挡水帘3的底部和转接段51的左端口底部之间，从左下方至右上方倾斜地连接有引流隔板31，引流隔板31与转接段51通过圆弧过渡连接；所述的风筒5、转接段51、引流隔板31的过流表面全部经过抛光处理，表面粗糙度低于Ra0.4μm；作为起到与工作母机相类似作用的测试台，有必要使测量精度至少比子机台的设计高出一个等级，所以将流道表面抛光是一个很有意义的措施。

冷却水流量测试系统，包括在冷却水进口处安置有流量测试仪。

整机设有包括微控制器的控制装置，控制装置包含热平衡控制系统，配有专用软件。

风筒5设有两个功能段，包括连为一体的稳定段52和测量段53，测量段53置于稳定段52的右侧，出风气流采集仪8与测量段53的中部壁部连接；稳定段的长度大于l₁＝0.03d ²q/ν，其中，

l₁，稳定段长度，厘米；

d，风筒的直径，厘米；

q，平均速度，厘米/秒；

ν，运动粘性系数，厘米²/秒。

测量段53的长度与风筒5的直径相等。

风筒5的进口处设置有整流格54，整流格54是由两组垂直相交薄板所组成平行通道系统，薄板可以用金属板或其它刚性板制成。整流格54可消除来流中存在的旋转运动，因为不稳定的气流进入入口处时，会把一些不规则的涡旋也带进来了，加了整流格能尽快消除涡旋。在整流格54的右面连接有2层十分均匀的筛网55。

淋水槽4包括淋水槽框41，淋水槽框41的中间固定有FRP底板42，FRP底板42上按纵横排列设置一批淋水孔，FRP底板备有多块，其上的淋水孔数量包括纵横的长宽尺寸分别与不同的填料规格相适应，备有多块FRP底板用于调换，如图4所示。

填料区2为自左上方至右下方倾斜设置的结构，填料区2在竖直方向的投影面与淋水槽4在竖直方向的投影面相对应，填料区2的下底板高度可以调整，填料规格适用范围可选择，其高度范围最大可达3660mm，宽度可达1220mm。填料通过吊挂固定，填料区2底部进行密封处理。对于填料宽度调整，通过在入风面用平板遮挡住部分，同时再更换淋水槽框41中的FRP底板42。

整流挡水帘3的右侧底部有积水盘32，积水盘32与连接于骨架1底部的排水阀门12连接。整流挡水帘3为由两组垂直相交薄板所组成的平行通道系统。整流挡水帘3兼具对气流整流并除去气流中的小水珠两种功能。

引流隔板31的结构是，下部宽平，上部卷曲成为半圆形，从下部到上部的中间部分为渐进卷曲，上部与转接段连接；引流隔板的两侧边与骨架1的连接处有密封处理；引流隔板31相对于骨架1的底面的倾斜度取40°。

骨架1的四角设有立柱13，骨架1的前、后侧面有斜撑杆14，骨架的前、后侧面的中间有若干根加强柱15，骨架1外侧覆有波形板，并进行了密封处理；骨架有一个侧面连接有梯子9，骨架1的上端连接有栏杆91，梯子9的周边设有护栏92，骨架1的左、右侧面还固定有斜拉撑杆16。

风筒5的底部有支架56支撑固定；FRP风机6通过减速机61与连接在底座62上的电机连接，底座62固定在地面上。

气流的流向过程是，从左侧进口，流过填料区2，通过整流挡水帘3，沿引流隔板31进入风筒5，从风筒5右端排出，热交换主要在于填料区。

本发明测试台实测数据及应用该数据指导设计的300型冷却塔测试验证对比结果列表如下：

表1通过填料测试台测试某A型填料数据

由以上数据可以总结出该A型的性能曲线。

进而在37-32-28(37℃入水温度，32℃出水温度，28℃湿球温度)条件下水气比，L/G＝0.983，即水气比为0.983。

在37-32-28条件下，300RT水量为207m³/h，除以水气比0.983，除以密度1.2，空气量为300*1000*0.69/0.983/1.2/60＝2924m³/min。预测该型号冷却塔风量为2924m³/min。

表2一台300型冷却塔风量测试

预测风量与实测风量误差＝(2924-2880)/2924＝1.5％，则冷却塔热力性能预测约为98.5％。

经过国家玻璃钢制品质量监督检验中心测试，该300型冷却塔的热力特性测试结果为98.2％，以上数据和分析可以证明横流填料测试台测试数据的准确性，以及横流填料测试台的优越性。

本发明可用于冷却塔的横流填料测试，具有缩短冷却塔设计周期，确保设计正确快速的优点，本领域的技术人员如果对上述发明内容作简单的修改或替换，这样的改变不能认为是脱离本发明的范围，所有这样对所属领域的技术人员显而易见的修改将包括在本发明的权利要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于冷却塔的横流填料测试台，包括方框式结构的骨架，其特征是，骨架的前侧、后侧及底部都焊接有面板，骨架的顶部有封板，骨架的内部从左侧到右侧间隔地依次设置有进风口、填料区和整流挡水帘，整流挡水帘到骨架的右侧边为一防旋涡和滤去水珠的过渡区；所述封板的下底面固定连接有淋水槽，淋水槽的下面与填料区隔空相对；骨架右侧的上部外面沿横向连接有风筒，风筒中接近右端口的部位安装有轴流式FRP风机；

本测试台设有：

温度测试系统，包括设置在气流进口处的进口干湿球温度测试仪，设置在气流出口处的出口干湿球温度测试仪，设置在冷却水进口处的进水温度测试仪，设置在出水口的的出水温度测试仪；

风量测试系统，包括设有气体精密稳流系统和流量计；流量计通过出风气流采集仪与气流出口处连接；气体精密稳流系统包括所述的风筒，在风筒的进口处，有一个入口处经过圆顺的圆锥形的转接段，转接段的右端与风筒的左入口光滑连接，风筒为直圆管形结构；在整流挡水帘的底部和所述转接段的左端口底部之间，倾斜地连接有引流隔板，引流隔板与转接段通过圆弧过渡连接；

冷却水流量测试系统，包括在在冷却水进口处安置有流量测试仪；

整机设有包括微控制器的控制装置，控制装置包含热平衡控制系统。

2.根据权利要求1所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，风筒设有两个功能段，包括连为一体的稳定段和测量段，测量段置于稳定段的右侧，所述出风气流采集仪与测量段的中部壁部连接；稳定段的长度大于l₁＝0.03d²q/ν，其中，

l₁，稳定段长度，厘米；

d，风筒的直径，厘米；

q，平均速度，厘米/秒；

ν，运动粘性系数，厘米²/秒。

3.根据权利要求2所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，风筒的进口处设置有整流格，整流格是由两组垂直相交薄板所组成平行通道系统。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，填料区为自左上方至右下方倾斜设置的结构，填料区在竖直方向的投影面与淋水槽在竖直方向的投影面相对应，填料区底部密封处理。

5.根据权利要求4所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，整流挡水帘的右侧底部有积水盘，积水盘与连接于骨架底部的排水阀门连接。

6.根据权利要求5所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，所述引流隔板的结构是，下部宽平，上部卷曲成为半圆形，从下部到上部的中间部分为渐进卷曲，上部与转接段连接；引流隔板的两侧边与骨架的连接处有密封处理；引流隔板相对于骨架的底面的倾斜度小于50°。

7.根据权利要求3所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，在风筒入口处的整流格的右面连接有若干层十分均匀的筛网；所述的风筒、转接段、引流隔板的过流表面全部经过抛光处理，表面粗糙度低于Ra0.4μm。

8.根据权利要求6所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，骨架的四角设有立柱，骨架的前、后侧面有斜撑杆，骨架的前、后侧面的中间有若干根加强柱，骨架外侧覆有波形板，并进行了密封处理；骨架有一个侧面连接有梯子；风筒的底部有支架支撑固定；FRP风机通过减速机与连接在底座上的电机连接，底座固定在地面上。

9.根据权利要求7所述的用于冷却塔的横流填料测试台，其特征是，淋水槽包括淋水槽框，淋水槽框的中间固定有FRP底板，FRP底板上阵列若干淋水孔或连接有喷头。