在湿式冷却塔中,热水将热量传给空气,由空气带走,散到大气中去。水向空气散热有三种形式:①接触散热;②蒸发散热;③辐射散热。冷却塔主要靠前两种散热,辐射散热量很小,可忽略不计。 两种不同温度的物质接触,热量从温度高的一方传向温度低的一方,称为接触散热。冷却塔中,当低温度空气通过高温度水面时,水面会通过接触散热,把热量传给空气。 蒸发散热通过物质交换完成,即通过水分子不断扩散到空气中来完成。水分子有着不同的能量,平均能量由水温决定。在水表面附近,一部分动能大的水分子,克服邻近水分子的吸引力,逃出水面而成为水蒸气。由于能量大的水分子逃离,水面附近的水体能量变小,因此水温降低,这就是蒸发散热。一般认为蒸发的水分子,首先在水表面形成一层薄的饱和空气层,其温度和水面温度相同,然后水蒸气从饱和层向大气中扩散,扩散的快慢取决于饱和层的水蒸气压力和大气的水蒸气压力差,即道尔顿(D0Lton)定律。 1.麦克尔(Merkel)公式 以往计算冷却塔的水气参数时,把散热和散质分开计算,所以计算参数比较多。麦克尔引入了焓的概念,把散热和散质统一在焓中,减少了计算参数。全世界进行冷却塔的热力计算,较广泛地采用麦克尔公式。 设水传给空气流的总热量为 ,则在面积 上的传热量为 ... 它以水面饱和空气层的焓 和湿空气中的焓 之差,作为从水面向空气中散热的推动力。 实际应用于冷却塔的热力计算时,由于塔的填料形状一般较复杂,其表面面积不易精确决定。所以,常用填料体积代替其面积,则上式变为: ... 式中 —填料的容积散质系数, —填料体积, 。 麦克尔公式中的容积散质系数 ,通常是通过模拟试验求得。 2.水的冷却过程 在冷却塔中水的冷却过程由水温、空气的干球温度 、湿球温度 决定。单位面积,单位时间的接触散热量为 ,蒸发散热量为 。可分为下图所示的四种传热情况。 ...... |
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