CN114741742B - 一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法 - Google Patents
一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法 Download PDFInfo
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Abstract
本公开揭示了一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法,包括:获取冷却塔设计冷却任务、环境参数、几何参数和选型参数;根据风机性能曲线中风机风量运行的工作范围假定风机运行总风量;假定流经冷却塔湿区的风量,并计算实际流经湿区风量;计算风机实际运行总风量及流经湿区风量;将实际运行总风量带入冷却塔干、湿区热力性能模型,计算干、湿区各自出口水温及出口空气参数,及混合后冷却水水温及空气状态参数,若满足设计条件及消雾条件,则完成消雾冷却塔设计计算。本公开可以实现对多进风型复合消雾冷却塔的优化设计,从而实现消雾效果。
Description
技术领域
本公开属于一种复合冷却塔设计计算领域,具体涉及一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法。
背景技术
冷却塔是一种广泛应用于工业生产中用于循环水冷却的设备。根据水气接触方式划分,冷却塔可以分为湿式冷却塔和干式冷却塔。湿式冷却塔主要依靠空气与水之间蒸发传热与对流传热方式完成热交换,其传热效率高,但是会损失部分蒸发水至空气中,造成水资源浪费。同时该种类型冷却塔在冬季运行时,经热交换后的饱和湿热空气在排出冷却塔时预冷会产生大量白雾,影响城市可见度及美观度。干式冷却塔将冷却水热量传递给散热金属片,再通过对流传热将热量传输给空气,运行过程中没有蒸发水损失。但是其冷却极限为空气干球温度,冷却效率较低,经热交换后的空气仅干球温度升高,而相对湿度降低。后来为了减少冷却塔运行过程中白雾的产生,同时结合两种冷却塔的优点,开发了多进风型复合消雾冷却塔。即该冷却塔具有多个进风口,环境空气分别进入冷却塔干区和湿区,经干区发生热交换后的干热空气与经湿区发生热交换后的湿热空气在冷却塔内部混合后形成不饱和空气后,再排出冷却塔,从而可以防止白雾的产生。其中多进风型复合消雾冷却塔的精确设计至关重要,影响着冷却塔的消雾程度与建设成本。
针对冷却塔消雾设计,现有很多不同实施方案,包括:1、在冷却塔上部添加可开闭地与外部空气相连的热交换器。冷却塔在冬季运行时,塔内湿热空气与环境空气分别通入热交换器内部进行换热,使湿热空气中水分冷凝,从而降低排出冷却塔空气的湿度,防止产生白雾。2、在对冷却塔改造时,在塔体上方添加消雾模块,并引入环境空气与湿热空气换热冷凝。在设计过程中考虑了冷热风阻力平衡计算,并通过设计消雾模块尺寸来精确计算冷风风量和热风风量,从而实现消雾效果。前者采用增加百叶窗控制进入塔体内部风量,致使冷却塔内部流动阻力增大,风机能耗增加;而后者仅涉及消雾模块的改造设计,无法应用于新建复合消雾冷却塔的设计计算。因此,开发一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法具有重要意义。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中的不足,本公开的目的在于提供一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法,本方法通过数值计算,可以精确获得多进风型复合冷却塔各进风口的风量及干湿区出口空气参数,从而可以精确预测冷却塔出口消雾情况。
为实现上述目的,本公开提供以下技术方案:
一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法,包括如下步骤:
S100:获取多进风型复合消雾冷却塔的冷却任务、环境参数、几何参数和选型参数,所述冷却任务包括冷却水入口水温Tw,i和出口水温Tw,o,所述环境参数包括环境大气压pa、空气干球温度Ta、空气含湿量ωa和空气焓值ia,所述几何参数包括冷却塔干湿区尺寸,出口尺寸和折流区尺寸,所述选型参数包括风机型号和干湿区管排参数;
S200:根据风机性能曲线中风机风量运行的工作范围,在工作范围内假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为Qt,并根据风机全压-风机运行总风量对应关系计算风机全压Δpfan;
S300:基于所述风机运行总风量Qt,假定小于Qt的流经冷却塔湿区的风量为Qw,并根据所获取的冷却塔的几何参数和选型参数计算实际流经冷却塔湿区的风量Qw,c;
S400:若所述风量Qw与所述风量Qw,c的残差在设定范围内,则将所述风量Qw作为实际流经冷却塔湿区的风量,并将冷却塔内部流道简化为管排区、折流区和变截面区,以及基于伯努利方程建立冷却塔阻力特性方程,否则返回步骤S300重新对所述风量Qw进行假定;
S500:若步骤S200中的风机全压Δpfan符合步骤S400中的阻力特性方程,则假定的风机运行总风量Qt即为冷却塔实际运行总风量,否则返回步骤S200重新对所述风机运行总风量Qt进行假定;
S600:将所述风机运行总风量Qt代入冷却塔干湿区热力计算方程,分别计算冷却塔湿区出口处的空气含湿量ωwo、空气焓值iwo和冷却水温度Tw,wo以及冷却塔干区出口处的空气含湿量ωdo、空气焓值ido和冷却水温度Tw,do;
S700:根据所述冷却塔湿区出口处的冷却水温度Tw,wo及所述冷却塔干区出口处的冷却水温度Tw,do计算冷却塔出塔水温并与步骤S100中的出口水温Tw,o比对,若二者残差在误差范围内,则所述出口水温Tw,o符合热力设计性能,并进行步骤S800,否则返回步骤S100重新获取冷却塔的几何参数和选型参数;
S800:根据所述风机运行总风量Qt、冷却塔湿区出口处的空气含湿量ωwo、空气焓值iwo以及冷却塔干区出口处空气含湿量ωdo、空气焓值ido计算空气流经干湿区混合后的含湿量ωmix、焓值imix,并在温湿图上将混合后的空气点与环境空气点连成直线,观察连线与空气饱和线所处位置,若连线均在不饱和线内,则满足消雾条件;若不满足,则重复执行步骤S100至步骤S700,直至满足消雾条件。
优选的,步骤S200中,所述风机全压-风机运行总风量对应关系表示为:
其中,Δpfan为风机全压,Qt为风机运行流量,a、b、c为多项式系数。
优选的,步骤S300中,所述实际流经湿区风量Qw,c表示为:
其中,Rw为湿区总风阻,Rd及干区总风阻。
优选的,步骤S400中,所述冷却塔阻力特性方程表示为:
其中,Δpfan为风机全压,Δpt为管路总阻力,ρa为环境空气密度,uo为冷却塔出口处空气速度。
优选的,所述管路总阻力Δpt表示为:
Δpt=Δp1,d+Δp2,d+ΔpΔ
或
Δpt=Δp1,w+Δp2,w+ΔpΔ
其中,Δp1,w为湿区管排区压降,Δp2,w为湿区折流区压降,ΔpΔ为变截面区压降,Δp1,d为干区管排区压降,Δp2,d为干区折流区压降。
优选的,步骤S800中,根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的空气含湿量变化方程计算冷却塔湿区出口处空气含湿量ωwo,所述空气含湿量变化方程表示为:
其中,A为光管表面积,hd为传质系数,ωwo为空气含湿量,ω″wo为饱和空气含湿量,ma,w为湿区空气质量流量;
根据空气焓值变化方程计算空气焓值iwo,所述空气焓值变化方程表示为:
其中,iwo为空气焓值,iwo为饱和空气焓值;
根据冷却水温度变化方程及喷淋水温度变化方程计算冷却水温度Tw,wO,其中,
所述冷却水温度变化方程可以表示为:
其中,K为液膜与空气间总传热系数,Tw,w为湿区冷却水温度,Ts,w为喷淋水温度,mw,w为湿区冷却水质量流量,cw,w为冷却水比热;
所述喷淋水温度变化方程可以表示为:
其中,cs,w为喷淋水比热容,ms,w为喷淋水质量流量。
优选的,步骤S800中,根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的冷却水能量守恒方程及空气与水能量传输方程计算空气含湿量ωdo,空气焓值ido,冷却水温度Tw,do,所述冷却水能量守恒方程表示为:
mw,dcw,d(Tw,di-Tw,do)=ma,dca,d(Ta,do-Ta,di)
其中,mw,d为干区冷却水质量流量,cw,d为干区冷却水比热,Tw,di为干区冷却水入口水温,Tw,do为干区冷却水出口水温,ma,d为干区空气质量流量,ca,d为干区空气比热,Ta,di为干区入口空气温度,Ta,do为干区出口空气温度。
所述空气与水能量传输方程表示为:
mw,dcw,d(Tw,i-Tw,o)=KdAdΔTm
其中,Kd为干区空气与冷却水间综合传热系数,Ad为干区传热面积,ΔTm为空气与冷却水间对数平均温差。
优选的,步骤S800中,所述冷却塔出塔水温通过下式计算:
其中,Tw,wo为湿区出口冷却水温度,Tw,do为干区出口冷却水温度。
优选的,步骤S800中,所述空气流经干湿区混合后含湿量ωmix通过下式计算:
其中,wwo为湿区出口空气含湿量,ωdo为干区出口空气含湿量;
所述空气流经干湿区混合后焓值imix通过下式计算:
其中,iwo为湿区出口空气焓值,ido为干区出口空气焓值。
与现有技术相比,本公开带来的有益效果为:
1、本公开通过数值计算,可以精确获得多进风型复合冷却塔各进风口的风量及干湿区出口空气参数,从而可以精确预测冷却塔出口消雾情况。
2、通过风量分配及热力性能计算,可以在冷却塔设计阶段将消雾性能考虑在内,从而避免了后续对冷却塔的消雾改造,降低冷却塔的生产成本。
附图说明
图1是本公开一个实施例提供的一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法流程图;
图2是本公开一个实施例提供的一种多进风型复合消雾冷却塔结构示意图;
图3是本公开一个实施例提供的风机性能曲线图;
图4是本公开一个实施例提供的一种多进风型复合消雾冷却塔进出口参数示意图;
图5是本公开一个实施例提供的一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法的阻力简化示意图;
图6是本公开一个实施例提供的一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法的消雾结果示意图;
其中,1-湿区空气入口;2-喷头;3-湿区光管排区;4-湿区折流区;5-集水池;6-阀门;7-水泵;8-冷凝器;9-空气出口;10-风机;11-变截面区;12-干区翅片管排区;13-干区空气入口;14-干区折流区;15-循环水路。
具体实施方式
下面将参照附图1至图6详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本公开实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
一个实施例中,如图1所示,本公开提供一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法,包括如下步骤:
S100:获取如图2所示的多进风型复合消雾冷却塔的冷却任务、环境参数、几何参数和选型参数,所述冷却任务包括冷却水入口水温Tw,i和出口水温Tw,o,所述环境参数包括环境大气压pa、空气干球温度Ta、空气含湿量ωa和空气焓值ia,所述几何参数包括冷却塔干湿区尺寸,出口尺寸和折流区尺寸,所述选型参数包括风机型号和干湿区管排参数;
S200:根据如图3(图3中的横坐标Q为风机风量,纵坐标Pt为风机全压,N为风机功率)所示的风机性能曲线中风机风量运行的工作范围,在工作范围内假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为Qt,并根据风机全压-风机运行总风量对应关系计算风机全压Δpfan;
S300:基于所述风机运行总风量Qt,假定小于Qt的流经冷却塔湿区的风量为Qw,并根据所获取的冷却塔的几何参数和选型参数计算实际流经冷却塔湿区的风量Qw,c;
S400:若所述风量Qw与所述风量Qw,c的残差在设定范围内,则将所述风量Qw作为实际流经冷却塔湿区的风量,并将冷却塔内部流道简化为管排区、折流区和变截面区,以及基于伯努利方程建立冷却塔阻力特性方程,否则返回步骤S300重新对所述风量Qw进行假定;
S500:若步骤S200中的风机全压Δpfan符合步骤S400中的阻力特性方程,则假定的风机运行总风量Qt即为冷却塔实际运行总风量,否则返回步骤S200重新对所述风机运行总风量Qt进行假定;
S600:将所述风机运行总风量Qt代入冷却塔干湿区热力计算方程,分别计算如图4所示的冷却塔湿区出口处的空气含湿量ωwo、空气焓值iwo和冷却水温度Tw,wo以及冷却塔干区出口处的空气含湿量ωdo、空气焓值ido和冷却水温度Tw,do;
S700:根据如图4所示的所述冷却塔湿区出口处的冷却水温度Tw,wo及所述冷却塔干区出口处的冷却水温度Tw,do计算冷却塔出塔水温并与步骤S100中的出口水温Tw,o比对,若二者残差在误差范围内,则所述出口水温Tw,o符合热力设计性能,并进行步骤S800,否则返回步骤S100重新获取冷却塔的几何参数和选型参数;
S800:根据所述风机运行总风量Qt、冷却塔湿区出口处的空气含湿量ωwo、空气焓值iwo以及冷却塔干区出口处空气含湿量ωdo、空气焓值ido计算空气流经干湿区混合后的含湿量ωmix、焓值imix,并在温湿图上将混合后的空气点与环境空气点连成直线,观察连线与空气饱和线所处位置,若连线均在不饱和线内,则满足消雾条件;若不满足,则重复执行步骤S100至步骤S700,直至满足消雾条件。
上述实施例构成了本公开的完整技术方案。一方面,上述实施例所述方案通过数值计算,可以精确获得多进风型复合冷却塔各进风口的风量及干湿区出口空气参数,从而可以精确预测冷却塔出口消雾情况。另一方面,上述实施例所述方案通过风量分配及热力性能计算,可以在冷却塔设计阶段将消雾性能考虑在内,从而避免了后续对冷却塔的消雾改造,降低冷却塔的生产成本。
另一个实施例中,步骤S200中,所述风机全压-风机运行总风量对应关系表示为:
其中,Δpfan为风机全压,Qt为风机运行流量,a、b、c为多项式系数。
另一个实施例中,步骤S300中,所述实际流经湿区风量Qw,c表示为:
其中,Rw为湿区总风阻,Rd及干区总风阻。
Rw=R1,W+R2,W
且
其中,R1,W为湿区管排区风阻,ρa为环境空气密度,为由喷淋水引起的阻力增加系数,Nw为光管每排管数,Lw为光管长度,S1,w为光管横向间距,Do,w为光管外径,Nr,w为光管管排数,Rea,w为湿区雷诺数。
其中,R2,W为湿区折流区压降,ξ2,w为湿区折流区的局部阻力系数,其可以通过查阅局部阻力系数表得来,F2,w为湿区折流区入口截面积。
Rd=R1,d+R2,d
且
其中,R1,d为干区管排区风阻,fa为摩擦系数,Nr,d为翅片管管排数,S1,d为翅片管横向间距,Dr,d为翅片管直径,Nf,d为翅片数量,Sf,d为翅片厚度和hf,d为翅片高度。
其中,R2,d为干区折流区风阻,ξ2,d为干区折流区的局部阻力系数,其可以通过查阅局部阻力系数表得来,F2,d为干区折流区入口截面积。
另一个实施例中,步骤S400中,所述冷却塔阻力特性方程表示为:
其中,Δpfan为风机全压,Δpt为管路总阻力,ρa为环境空气密度,uo为冷却塔出口处空气速度。
另一个实施例中,将冷却塔内部阻力简化为管排区阻力、折流区阻力及变截面区阻力,如图5所示,所述管路总阻力Δpt表示为:
Δpt=Δp1,d+Δp2,d+ΔpΔ
或
Δpt=Δp1,w+Δp2,w+ΔpΔ
其中,Δp1,w为湿区管排区压降,Δp2,w为湿区折流区压降,ΔpΔ为变截面区压降,Δp1,d为干区管排区压降,Δp2,d为干区折流区压降。
其中,Nr,d为翅片管管排数;ρa为环境空气密度;fa为摩擦系数,表示为且Rea,d为干区雷诺数,S1,d为翅片管横向间距,S3,d为翅片管斜向间距,Dr,d为翅片管直径;Gmax,d为干区最大空气质量流率,表示为且ρa为环境空气密度,Qd为干区空气流量,Amin,d表示为且Nf,d为翅片数量,Sf,d为翅片厚度,hf,d为翅片高度。
其中,ξ2,d为干区折流区的局部阻力系数,其可以通过查阅局部阻力系数表得来,u2,d为干区折流区空气流速。
其中,为由喷淋水引起的阻力增加系数,可以取为1.2;umax,w为湿区空气最大流速,表示为/>且uw为湿区空气流速,S1,w为光管横向间距,Do,w为光管外径;ξ1,w为局部阻力系数,表示为/>且Nr,w为光管管排数,Rea,w为湿区雷诺数。
其中,ξ2,w为湿区折流区的局部阻力系数,其可以通过查阅局部阻力系数表得来,u2,w为湿区折流区空气流速。
其中,ζΔ为变截面区的局部阻力系数,其可以通过查阅局部阻力系数表得来,uΔ为变截面区空气流速。
另一个实施例中,步骤S800中,根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的空气含湿量变化方程计算冷却塔湿区出口处空气含湿量ωwo,所述空气含湿量变化方程表示为:
其中,A为光管表面积,hd为传质系数,ωwo为空气含湿量,ω″wo为饱和空气含湿量,ma,w为湿区空气质量流量;
根据空气焓值变化方程计算空气焓值iwo,所述空气焓值变化方程表示为:
其中,iwo为空气焓值,i″wo为饱和空气焓值;
根据冷却水温度变化方程及喷淋水温度变化方程计算冷却水温度Tw,wo,其中,
所述冷却水温度变化方程可以表示为:
其中,K为液膜与空气间总传热系数,Tw,w为湿区冷却水温度,Ts,w为喷淋水温度,mw,w为湿区冷却水质量流量,cw,w为冷却水比热;
所述喷淋水温度变化方程可以表示为:
其中,cs,w为喷淋水比热容,ms,w为喷淋水质量流量。
求解上述方程所需边界条件为:
其中,z为湿区光管管排数,H为湿区总管排数。
另一个实施例中,步骤S800中,根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的冷却水能量守恒方程及空气与水能量传输方程计算空气含湿量ωdo、空气焓值ido、冷却水温度Tw,do,所述冷却水能量守恒方程表示为:
mw,dcw,d(Tw,di-Tw,do)=ma,dca,d(Ta,do-Ta,di)
其中,mw,d为干区冷却水质量流量,cw,d为干区冷却水比热,Tw,di为干区冷却水入口水温,Tw,do为干区冷却水出口水温,ma,d为干区空气质量流量,ca,d为干区空气比热,Ta,di为干区入口空气温度,Ta,do为干区出口空气温度,各参数中,逗号前的w代表水,a代表空气,逗号后,w代表湿区,d代表干区,i代表入口,o代表出口。
所述空气与水能量传输方程表示为:
mw,dcw,d(Tw,i-Tw,o)=KdAdΔTm
其中,Kd为干区空气与冷却水间综合传热系数,Ad为干区传热面积,ΔTm为空气与冷却水间对数平均温差。
求解上述方程所需边界条件为:
另一个实施例中,步骤S800中,所述冷却塔出塔水温通过下式计算:
其中,Tw,wo为湿区出口冷却水温度,Tw,do为干区出口冷却水温度。
另一个实施例中,步骤S900中,所述空气流经干湿区混合后含湿量ωmix通过下式计算:
其中,wwo为湿区出口空气含湿量,ωdo为干区出口空气含湿量;
所述空气流经干湿区混合后焓值imix通过下式计算:
其中,iwo为湿区出口空气焓值,ido为干区出口空气焓值。
本实施例中,在获得空气流经干湿区混合后含湿量ωmix和空气流经干湿区混合后焓值imix后,在如图6所示的温湿图上将混合后空气点与环境空气点连成直线,观察连线与空气饱和线所处位置。若连线均在不饱和线,则满足消雾条件;若不满足,则需重新选定冷却塔的几何参数和选型参数。
以上应用了具体实施例对本公开进行了阐述,只是用于帮助理解本公开,并不用于限制本发明。任何熟悉该技术的技术人员在本公开所揭示的技术范围内的局部修改或替换,都应涵盖在本公开的范围之内。
Claims (7)
1.一种多进风型复合消雾冷却塔的设计计算方法,包括如下步骤:
S100:获取多进风型复合消雾冷却塔的冷却任务、环境参数、几何参数和选型参数,所述冷却任务包括冷却水入口水温和出口水温/>,所述环境参数包括环境大气压/>、空气干球温度/>、空气含湿量/>和空气焓值/>,所述几何参数包括冷却塔干湿区尺寸,出口尺寸和折流区尺寸,所述选型参数包括风机型号和干湿区管排参数;
S200:根据风机性能曲线中风机风量运行的工作范围,在工作范围内假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为,并根据风机全压-风机运行总风量对应关系计算风机全压/>;
S300:基于所述风机运行总风量,假定小于/>的流经冷却塔湿区的风量为/>,并根据所获取的冷却塔的几何参数和选型参数计算实际流经冷却塔湿区的风量/>;
S400:若所述风量与所述风量/>的残差在设定范围内,则将所述风量/>作为实际流经冷却塔湿区的风量,并将冷却塔内部流道简化为管排区、折流区和变截面区,以及基于伯努利方程建立冷却塔阻力特性方程,否则返回步骤S300重新对所述风量/>进行假定;
S500:若步骤S200中的风机全压符合步骤S400中的阻力特性方程,则假定的风机运行总风量/>即为冷却塔实际运行总风量,否则返回步骤S200重新对所述风机运行总风量/>进行假定;
S600:将所述风机运行总风量代入冷却塔干湿区热力计算方程,分别计算冷却塔湿区出口处的空气含湿量/>、空气焓值/>和冷却水温度/>以及冷却塔干区出口处的空气含湿量/>、空气焓值/>和冷却水温度/>;
S700:根据所述冷却塔湿区出口处的冷却水温度及所述冷却塔干区出口处的冷却水温度/>计算冷却塔出塔水温/>,并与步骤S100中的出口水温/>比对,若二者残差在误差范围内,则进行步骤S800,否则返回步骤S100重新获取冷却塔的几何参数和选型参数;
S800:根据所述风机运行总风量、冷却塔湿区出口处的空气含湿量/>、空气焓值以及冷却塔干区出口处空气含湿量/>、空气焓值/>计算空气流经干湿区混合后的含湿量/>、焓值/>,并在温湿图上将混合后的空气点与环境空气点连成直线,观察连线与空气饱和线所处位置,若连线均在不饱和线内,则满足消雾条件;若不满足,则重复执行步骤S100至步骤S700,直至满足消雾条件;
根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的空气含湿量变化方程计算冷却塔湿区出口处空气含湿量,所述空气含湿量变化方程表示为:
其中,为光管表面积,/>为传质系数,/>为空气含湿量,/>为饱和空气含湿量,为湿区空气质量流量;
根据空气焓值变化方程计算空气焓值,所述空气焓值变化方程表示为:
其中,为空气焓值,/>为饱和空气焓值;
根据所述冷却塔干湿区热力计算方程中的冷却水能量守恒方程及空气与水能量传输方程计算空气含湿量、空气焓值/>、冷却水温度/>,所述冷却水能量守恒方程表示为:
其中,为干区冷却水质量流量,/>为干区冷却水比热,/>为干区冷却水入口水温,/>为干区冷却水出口水温,/>为干区空气质量流量,/>为干区空气比热,/>为干区入口空气温度,/>为干区出口空气温度;
所述空气与水能量传输方程表示为:
其中,为干区空气与冷却水间综合传热系数,/>为干区传热面积,/>为空气与冷却水间对数平均温差;
所述空气流经干湿区混合后含湿量通过下式计算:
其中,ma,w为湿区空气质量流量,ma,d为干区空气质量流量,为湿区出口空气含湿量,/>为干区出口空气含湿量;
所述空气流经干湿区混合后焓值通过下式计算:
其中,为湿区出口空气焓值,/>为干区出口空气焓值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤S200中,所述风机全压-风机运行总风量对应关系表示为:
其中,为风机全压,/>为风机运行流量,/>、/>、/>为多项式系数。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤S300中,所述实际流经湿区风量表示为:
其中,为湿区总风阻,/>及干区总风阻。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤S400中,所述冷却塔阻力特性方程表示为:
其中,为风机全压,/>为管路总阻力,/>为环境空气密度,/>为冷却塔出口处空气速度。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述管路总阻力表示为:
或
其中,为湿区管排区压降,/>为湿区折流区压降,/>为变截面区压降,/>为干区管排区压降,/>为干区折流区压降。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤S800中,
根据冷却水温度变化方程及喷淋水温度变化方程计算冷却水温度,其中,
所述冷却水温度变化方程可以表示为:
其中,为液膜与空气间总传热系数,/>为湿区冷却水温度,/>为喷淋水温度,为湿区冷却水质量流量,/>为冷却水比热;
所述喷淋水温度变化方程可以表示为:
其中,为喷淋水比热容,/>为喷淋水质量流量。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤S800中,所述冷却塔出塔水温通过下式计算:
其中,mw,w为湿区冷却水质量流量,mw,d为干区冷却水质量流量,为湿区出口冷却水温度,/>为干区出口冷却水温度。
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