工程传热学论文Word下载.doc
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而后解释了水塔中影响传热效果的主要因素;
最后分析了冷却水塔采用双曲线型的原因。
关键词:
循环水;
逆流塔;
横流塔;
传热效果
引言
冷却塔是利用空气同水的接触(直接或间接)来冷却水的设备,主要用于电厂,或大型生产厂区。
需冷却的水在水塔顶部通过管道向下喷洒,另外水塔壁有吹风机,把空气吹入,而顶部有一个很大的抽风机,把空气抽出塔顶,从而利于气流流动,加速水的降温。
在喷洒管道上方和下方都有曲折镂空的PVC胶做的散热板隔开,以增加水滴的散热时间。
1冷却水塔的作用和循环水系统
1.1冷却水塔的作用
火力发电厂一般都由水经加热后,产生高压气体推动汽轮机发电,而剩余的气体需冷却,其工作原理是:
电厂的冷却塔上的水是用泵打上去,经过布水器将水均匀地散开落下来,一般情况下冷却塔高度为几十米,象个巨大的烟囱,能将空气从下面抽上去,在空气和水滴接触的过程中将热量带走,从而起到冷却水的作用。
1.2循环水系统
1.5.1开式供水
开式供水,是指以江河湖海为天然水源,冷却水一次通过,不重复使用。
若厂区地势较水源水位高,而水源水位的涨落幅度又较大时,往往将循环水泵装设在水泵房内。
为避免由电厂排出的热水重新进入吸水口,排水口应设在水流下游,且离吸水口有足够距离。
开式供水方式的主要优点是冷却水进水温度较低,有利于机组的经济运行,而且系统简单,投资较低。
因此,只要水源在枯水季节时的水流量仍能达到发电厂耗水量的3-4倍,水质又符合要求,则应首选开式供水方式。
但若天然水源并不十分充足时,应妥善考虑防“热污染”问题,即由于大量余热集中地排入水源的某一段,以致影响附近水域中许多生物的正常繁殖和生长,从而造成自然界生态平衡的破坏。
1.5.2闭式供水
闭式供水方式,是把由凝汽器排出的水,经过冷却降温之后,再用循环水泵送回凝汽器入口重复使用。
对于天然水源的水量不充足,或水源的季节性水流量差距很大的情况,闭式供水往往是必要的。
有时,电厂同时设置开式供水及闭式供水两套系统,互为补充。
闭式供水的一种基本方式是采用冷却水塔循环供水系统,由凝汽器中排出的冷却水在循环水泵的驱动下,送至冷却水塔内具有一定高度的配水槽中,然后落至若干溅水盘上,将冷却水分散成许多细小的水滴或形成水膜。
由于通风塔的塔身有相当高度,能起到良好的自然通风作用,致使塔周围冷空气得以从塔底部进入通风塔,并向上升,在上升过程中冷空气与下降的水滴或水膜接触,水被冷却后落入贮水池内,再由循环水泵送回凝汽器重复使用。
冷却水塔系统冷却效果受自然条件影响较小,运行比较稳定;
占地面积也比较小;
本系统的主要缺点是双曲线型通风塔造价昂贵。
2冷却塔按热水和空气的流动方向的分类
2.1逆流塔
⑴水在塔内填料中,水自上而下,空气自下而上,两者流向相反一种冷却塔;
⑵逆流冷却塔热力性能好、分三个冷却段:
①布水器到填料顶这一空间,此段的水温较高,所以仍可将热量传给空气;
②填料水与空气热交换段;
③填料至集水池空间淋水段,水在此段被冷却称之为“尾效”。
在我国北
方水温可下降1-2℃。
⑶配水系统不易堵塞、淋水填料保持清洁不易老化、湿气回流小、防冻化冰措施更容易。
多台可组合设计,冬季以所需的水温水量可合并单台运行或全部停开风机。
⑷施工安装检修容易、费用低,常用在空调和工业大、中型冷却循环水中。
2.2横流塔
⑴水在塔内填料中,水自上而下,空气自塔外水平流向塔内两者流向呈垂直正交一种冷却塔。
常用在噪声要求严格的居民区内,是空调界使用较多的冷却循环塔。
优点:
节能、水压低、风阻小、亦配置低速电机、无滴水噪声和风动噪声,填料和配水系统检修方便。
⑵可随建筑形状随意构筑基础多台放置,根据所需的水温分别启动单台或多台冷却塔。
⑶应注意的是:
框架要多40%热交换时要有较多的填料体积,填料易老化、配水孔易堵塞、防结冰不好、湿气回流大。
横流塔的优点正是逆流塔的缺点。
但是逆流塔比横流塔在相同的情况下,填料体积小20%左右,逆流塔热交换过程更合理冷效高。
2.3混流式冷却塔
3影响传热效果的主要因素
冷却水塔中,水在填料中形成水膜或水滴,在与空气直接接触的过程,同时发生热和质的传递;
热传是由于水与空气的温差,而质传是由于水的表面蒸发形成的水蒸汽不断地向空气中扩散,同时把水汽化潜热带入空气,在热量和质量的传递过程中,水冷却的过程叫做蒸发冷却过程,因此水在蒸发冷却过程中所散发的热量是由两部分所组成,即接触散热(传导和对流)和蒸发散热。
使用冷却塔目的是达到一定的降温效果,其主要取决于散热片、风机风量、冷却塔使用水量,以及良好的通风条件,安装位置也有一定的影响。
⑴散热片:
是冷却塔的关键部件,小型塔一般采用PVC片材热压或热吸式,大型塔会采用木材,主要目的使空气与水的接触面在不影响风阻时,越大越好,同时热交换率也达到最大,散热片影响传热的效果的两个参数,主要是散热片形状和高度,在进行水塔安装,尽量不要损坏散热片,以免散热片水流不畅。
⑵风机风量:
其主要加速塔中空气流动,加速空气与水的热交换,带走热量。
影响风机风量主要是风叶形状即风叶宽长度和本身偏角,风叶转速、安装角度、转速与电机及传动比等。
另外,在风量一定的情况下,同种类型塔,冷却水量小的比冷却水量大的冷却效果要好些。
4冷却水塔做成双曲线式原因分析
冷却水塔为有利于自然通风的双曲线形无肋无梁柱的薄壁空间结构,多用钢筋混凝土制造,塔高一般为75~110米,底边直径65~100米。
旋转单叶双曲线型冷却塔对流快散热效果好,占地面积小,布置紧凑,水量损失小,且冷却效果不受风力影响;
它又比机力通风冷却塔维护简便,节约电能;
但体形高大,施工复杂,造价较高。
参考文献:
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