CN111060281A - 一种冷却塔收水器阻力测试装置及其测试方法 - Google Patents

一种冷却塔收水器阻力测试装置及其测试方法 Download PDF

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侯红立
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    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G01M9/065—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing dealing with flow

Abstract

本发明公开一种冷却塔收水器阻力测试装置，包括风室，其前端入口安装待测收水器，风室前部设整流网，整流网后面适当距离处设隔板，隔板有若干喷嘴，隔板后面再设整流网，风室后端与风道连接，风道中安装有风阀和辅助风机；辅助风机由变频器控制驱动；在收水器相关部位安装多种传感器，各传感器与A/D模板连接，A/D模板通过接口板与计算机连；计算机通过D/A模板连接变频器及风阀。测试采集收水器不同风速时的大气压、湿球温度、静压、风量、收水器前后压差。将模拟量转化成数字信号送入计算机处理，然后拟合风速v和压力P曲线，找出拟合公式P＝a*v2+b*v，即是本收水器在不同风速下的阻力计算公式。

Description

一种冷却塔收水器阻力测试装置及其测试方法
技术领域
本发明涉及冷却塔测试技术领域，尤其涉及冷却塔收水器阻力测试装置及其测试方法。
背景技术
对于冷却塔来说，收水器是很重要的部件，其作用就是减少水气的蒸发，节约水资源。但收水器除了要求有很好的收水效果外，还必须有较小的阻力，如果阻力太大，则会消耗较多的电力资源。了解冷却塔收水器阻力的大小，对于冷却塔的设计、研究、改善等非常重要，所以一种合理的冷却塔收水器阻力测试方法尤为重要，据悉，目前世界上对冷却塔收水器阻力的测试还没有较好的方法。所以需要创立一种对冷却塔收水器阻力的测试装置并提出相应的测试方法。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的对冷却塔收水器阻力的测试缺少合适的装置及其相应的测试方法的缺陷，提供一种能够准确、快速地测试冷却塔收水器阻力及其测试方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种冷却塔收水器阻力测试装置，其特征是，包括风室，风室前端入口处的管道中安装待测收水器，风室前部设置有整流网，整流网后面相隔适当距离处设置一隔板，隔板中分布若干喷嘴，隔板后面一定距离处再设置整流网，风室后端出口处通过适当修圆成管嘴再与风道连接，风道中依次安装有风阀和辅助风机，辅助风机后端连接一个喇叭形出风口；
前后压差传感器的两个测压头分别连接在待测收水器前后管道部位，流量压差传感器的两测头分别连接在所述隔板的前后部位，流量压差传感器的输出连接流量显示器；辅助风机由变频器控制驱动；变频器及风阀各与开启度与频率显示器连接；
大气压传感器连接大气压显示器，湿球传感器及温球传感器连接温适度显示器；大气压显示器、温适度显示器、前后压差传感器、流量显示器各与A/D模板连接，A/D模板通过S232接口板再经过另一个接口板与计算机连接；计算机通过D/A模板连接变频器及风阀。
本冷却塔收水器测试方法是在冷却塔收水器阻力测试系统上完成的，主要采集收水器不同风速时的大气压、湿球温度、静压、风量、收水器前后压差等。所有数据均在测试系统上自动采集，其物理信号通过传感器变成模拟电信号再通过模拟量转化成相应的数字信号送入计算机，经过计算机计算处理、导出并保存。对于计算机控制系统中的常态干扰，用数字滤波方法削弱和滤除。
优选方案，所述整流网的构成包括在前面设置一整流格，整流格后面放若干层十分均匀的细密筛网；整流格由两组垂直相交的金属或其他材料制成的薄板所组成的平行通道系统。
一种利用上述的冷却塔收水器阻力测试装置对收水器阻力的测试方法，其步骤如下：
1、按要求制作收水器试样；
2、测量试样相关尺寸；
3、安装试样到系统上对应位置；
4、计算收水器迎风截面积S(m2)；
5、按从小到大顺序假设不同入风风速V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10，根据公式Q＝V*S计算不同风速风量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10；
6、启动系统电源；
7、开启计算机、启动测试程序并设置相关参数；
8、开启风阀；
9、开启辅助风机；
10、控制变频器及风阀，使风量接近Q1,待其稳定后，采集数据(包括风量Q、阻力P、大气压、干湿球温度等)；
11、控制变频器及风阀，使风量接近Q2,待其稳定后，采集数据；
12、重复上述动作，按风量从小到大顺序依次采集其他风量相关数据；
13、待十组数据采集完成后，按风量从大到小顺序采集风量相关数据；
14、导出并保存采集数据；
15、按要求关闭系统电源；
16、根据干湿球温度计大气压换算成标准空气密度(1.2kg/m3)下空气量，按公式v＝Q/S计算标准空气密度下风速v(m/s)；
17、拟合风速v(m/s)和P(Pa)曲线，找出拟合公式
P＝a*v2+b*v，此公式即是本收水器在不同风速下的阻力计算公式。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过在安装待测收水器的通道中设置风室，风室中设置整流网消除湍流，使测量结果准确；
2、利用风阀和变频器调节流量并显示，操作直观、调控精细；
3、应用各种电子采集仪器，信息获取实时、准确；
4、计算机计算处理、保存和导出数据，测试操作轻松可靠；
5、模拟收水器实际应用工况，测试结果准确实用。
附图说明
图1是本发明实施例测试系统组成示意图；
图2是通过曲线拟合得出一种收水器的阻力特性函数示意图。
图中，风室1；收水器2；整流网3；隔板4；喷嘴5；风阀6；辅助风机7；前后压差传感器8；流量压差传感器9；流量显示器10；变频器11；开启度与频率显示器12；大气压显示器13；温适度显示器14；A/D模板15；S232接口板16；接口板17；计算机18；D/A模板19；打印机20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：如图1所示，一种冷却塔收水器阻力测试装置，包括风室1，风室1前端入口处的管道中安装待测收水器2，风室1前部设置有整流网3，整流网3后面相隔适当距离处设置一隔板4，隔板4中分布若干喷嘴5，隔板4后面一定距离处再设置整流网，整流网的构成包括在前面设置一整流格，整流格后面放若干层十分均匀的细密筛网；整流格由两组垂直相交的金属或其他材料制成的薄板所组成的平行通道系统；风室1后端出口处通过适当修圆成管嘴再与风道连接，风道中依次安装有风阀6和辅助风机7，辅助风机7起到增压作用，辅助风机7后端连接一个喇叭形出风口。
前后压差传感器8的两个测压头分别连接在待测收水器2前后管道部位，流量压差传感器9的两测头分别连接在所述隔板4的前后部位，流量压差传感器9的输出连接流量显示器10；辅助风机7由变频器11控制驱动；变频器11及风阀6各与开启度与频率显示器12连接。
大气压传感器连接大气压显示器13，湿球传感器及温球传感器连接温适度显示器14；大气压显示器13、温适度显示器14、前后压差传感器8、流量显示器10各与A/D模板15连接，A/D模板15通过S232接口板16再经过另一个接口板17与计算机18连接；计算机18连接打印机20；计算机18通过D/A模板19连接并控制变频器11及风阀6。
本冷却塔收水器测试方法是在冷却塔收水器阻力测试系统上完成的，主要采集收水器不同风速时的大气压、湿球温度、静压、风量、收水器前后压差等。所有数据均在测试系统上自动采集，其物理信号通过传感器变成模拟电信号再通过模拟量转化成相应的数字信号送入计算机，经过计算机计算处理、导出并保存。对于计算机控制系统中的常态干扰，用数字滤波方法削弱和滤除。
实施例2：一种利用实施例1所述的一种冷却塔收水器阻力测试装置对收水器阻力的测试方法，其步骤如下：
1、按要求制作收水器试样；
2、测量试样相关尺寸；
3、安装试样到系统上对应位置；
4、计算收水器迎风截面积S(m2)；
5、按从小到大顺序假设不同入风风速V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10，根据公式Q＝V*S计算不同风速风量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10；
6、启动系统电源；
7、开启计算机、启动测试程序并设置相关参数；
8、开启风阀；
9、开启辅助风机；
10、控制变频器及风阀，使风量接近Q1,待其稳定后，采集数据(包括风量Q、阻力P、大气压、干湿球温度等)；
11、控制变频器及风阀，使风量接近Q2,待其稳定后，采集数据；
12、重复上述动作，按风量从小到大顺序依次采集其他风量相关数据；
13、待十组数据采集完成后，按风量从大到小顺序采集风量相关数据；
14、导出并保存采集数据；
15、按要求关闭系统电源；
16、根据干湿球温度计大气压换算成标准空气密度(1.2kg/m3)下空气量，按公式v＝Q/S计算标准空气密度下风速v(m/s)；
17、拟合风速v(m/s)和P(Pa)曲线，找出拟合公式P＝a*v2+b*v，此公式即是本收水器在不同风速下的阻力计算公式。
本装置实测的相关数据如下：
一.基本资料
试验编号 YFT-2018-0402
试样名称 收水器
试样规格 KD-100A
试样尺寸mm 610*305*97
试样数量 4
入风面积m2 0.372
二.试验数据记录
工况序号 单位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
大气压力 Pa 100973 100991 101168 100945 100970 101029 100859 101052 100969 101057
大气温度 ℃ 27.99 28.11 28.2 28.13 28.28 28.25 28.12 28.19 28.42 28.31
大气湿度 0.0 0.69 0.685 0.682 0.679 0.678 0.677 0.676 0.679 0.675 0.676
流量压差 Pa 10.34 22.24 36 55.82 83.6 112.01 150.59 186.34 234.49 281.1
流量 m<sup>3</sup>/h 1394 2054 2617 3268 4006 4640 5387 5991 6729 7364
阻力 mmH2O 0.31 0.46 0.71 0.96 1.28 1.62 2.09 2.62 3.16 3.70
三.试验数据分析
工况序号 单位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
阻力 Pa 3.0 4.5 7.0 9.4 12.6 15.9 20.5 25.7 31.0 36.3
面积 m2 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372 0.372
风速 m/s 1.0 1.5 2.0 2.4 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
四.曲线拟合
参见图2。
五.结论
1.收水器KD-100A阻力特性公式即为：
式中：
P为阻力，单位为Pa
v为入风风速，单位为m/s
2.根据特性公式可计算此收水器在不同风速时阻力大小，如下表：
入风风速V(m/s) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
阻加(Pa) 2.5 4.4 6.8 9.6 12.9 16.6 20.9 25.5 30.7 36.2
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种冷却塔收水器阻力测试装置，其特征是，包括风室，风室前端入口处的管道中安装待测收水器，风室前部设置有整流网，整流网后面相隔适当距离处设置一隔板，隔板中分布若干喷嘴，隔板后面一定距离处再设置整流网，风室后端出口处通过适当修圆成管嘴再与风道连接，风道中依次安装有风阀和辅助风机，辅助风机后端连接一个喇叭形出风口；
前后压差传感器的两个测压头分别连接在待测收水器前后管道部位，流量压差传感器的两测头分别连接在所述隔板的前后部位，流量压差传感器的输出连接流量显示器；辅助风机由变频器控制驱动；变频器及风阀各与开启度与频率显示器连接；
大气压传感器连接大气压显示器，湿球传感器及温球传感器连接温适度显示器；大气压显示器、温适度显示器、前后压差传感器、流量显示器各与A/D模板连接，A/D模板通过S232接口板再经过另一个接口板与计算机连接；计算机通过D/A模板连接并控制变频器及风阀。
2.根据权利要求1所述的冷却塔收水器阻力测试装置,其特征是，所述整流网的构成包括在前面设置一整流格，整流格后面放若干层十分均匀的细密筛网；整流格由两组垂直相交的金属或其他材料制成的薄板所组成的平行通道系统。
3.根据权利要求1或2所述的冷却塔收水器阻力测试装置对收水器阻力的测试方法，其步骤如下：
1、按要求制作收水器试样；
2、测量试样相关尺寸；
3、试样到系统上对应位置；
4、计算收水器迎风截面积S(m2)；
5、按从小到大顺序假设不同入风风速V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10，根据公式Q＝V*S计算不同风速风量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10；
6、启动系统电源；
7、开启计算机、启动测试程序并设置相关参数；
8、开启风阀；
9、开启辅助风机；
10、控制变频器及风阀，使风量接近Q1,待其稳定后，采集数据(包括风量Q、阻力P、大气压、干湿球温度等)；
11、控制变频器及风阀，使风量接近Q2,待其稳定后，采集数据；
12、重复上述动作，按风量从小到大顺序依次采集其他风量相关数据；
13、待十组数据采集完成后，按风量从大到小顺序采集风量相关数据；
14、导出并保存采集数据；
15、按要求关闭系统电源；
16、根据干湿球温度计大气压换算成标准空气密度(1.2kg/m3)下空气量，按公式v＝Q/S计算标准空气密度下风速v(m/s)；
17、拟合风速v(m/s)和P(Pa)曲线，找出拟合公式P＝a*v2+b*v，此公式即是本收水器在不同风速下的阻力计算公式。
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