YNZT型玻璃钢双曲线自然通风冷却塔热力计算书



		YNZT型玻璃钢双曲线自然通风冷却塔						三、计算方法
			热  力  计  算  书					冷却塔的热力计算采用两种计算方法，第一种方法为试差法，第二种方法
								为图表求解法。
一、已知条件								1、试差法
1、气象参数：			干 球 温 度（θ1）		31	℃			试差法的求解主要是应用了冷却塔热力计算中的两个等式，即：
			湿 球 温 度（τ）		28	℃			⑴、填料的特性数 N＇等于热工的交换数 N    即  N＇-N = 0
			大 气 压 力（P0）		97.7	KPa			⑵、冷却塔的抽力 Z 等于冷却塔的阻力 ΔP   即 Z -ΔP = 0
			最大相对湿度（Φ）		0.798087898				在两个等式中有两个变量   即 出水温度 t2 和填料横截面的风速 V
2、工况条件：								试差法计算的所用的公式全部编入计算机的程序，并列出数次试差的记录，
			循 环 水 量（Q）		12000	m³/h			其记录的数据列入下表：
			进 水 温 度（t1）		43	℃
			出 水 温 度（t2）		33	℃		工况	出水温度	假定风速	特性数	交换数	比  较	抽  力	阻   力	比  较
			水    温     降（Δt）		10	℃			t 2	Vm	N＇	N	N＇-N	Z	ΔP	Z-ΔP
3、所用冷却塔的基本参数：								1	33.49	1.025	1.2292341	1.2297105	-0.000476	37.559129	37.34731	0.211819
		淋     水     面     积   （F1）			2400	m2		2	33	1.05	1.4063474	1.4069767	-0.000629	38.288888	39.16977	-0.88088
		出风口处有效面积   （FT）			1017	m2		3	33.38	1.051	1.2472237	1.2463843	0.0008393	37.092256	36.97183	0.120427
		进 风 口   高 度 （H1）			4.8	m		4	32.93	1.066	1.4187374	1.4191976	-0.00046	37.996208	38.008764	-0.01256
		有  效    高  度 （H0）			68	m		5	33.21	1.092	1.2752164	1.2734317	0.0017847	40.338818	39.933822	0.404995
		进风口  平均直径 （Dz）			58.4	m		6	32.75	1.11	1.4524131	1.4496423	0.0027709	41.234399	41.236045	-0.00165
		淋      水     密     度  （q）			5	m3/m2h		7	32.7	1.095	1.2784793	1.2786158	-0.000136	40.491553	40.218011	0.273542
	4、所用淋水填料的特性参数：							8	32.23	1.109	1.4530544	1.4528504	0.000204	41.178768	41.233745	-0.05498
	该冷却塔采用PVC淋水填料，波形为Z形波，淋水填料的有效高度 1米。							9	32.75	1.01	1.3547098	1.3516347	0.0030752	36.370577	36.0473	0.323277
	a、淋水填料的特征数          N’				N’=1.76λ0.58			10	32.28	1.025	1.5415152	1.5409105	0.0006047	37.158405	37.10508	0.053325
	b、淋水填料的阻力特性  ΔP				△P/ρ= A V m			11
								12
二、设计计算								采用试差法计算的结果如下：
1、热力计算的目的：									⑴、出水温度 t2 ＝32.75℃，    （N＇－Ｎ）／N＇＜1.0‰
	通过热力计算求证          实际出水温度  t2≤32℃								⑵、填料处风速 Vm＝1.063m/s   （Z－ΔP）/ Z ＜1.0‰
	2、初始参数：							２、图表法
	a、干球温度θ时的进塔空气密度 ρ1				1.078186444	kg/ m³			图表法的求解做出三条关系曲线：
	b、进    塔    空    气    焓 h1				91.77451216	KJ/kg			a、出水温度 t2 与风速 Vm 的关系曲线，即 t2～Vm关系曲线。
	c、进水温度 t1 时的饱和空气焓 h1〃				198.9153034	KJ/kg			b、冷却塔抽力 Z 与风速 Vm 的关系曲线，即 Z～Vm关系曲线。
									c、冷却塔阻力 ΔP 与风速 Vm 的关系曲线，即 ΔP～Vm关系曲线。
	3、所用计算公式：								求出三条关系曲线后，以风速Vm为横坐标将三条关系曲线画在坐标图上。
	a、冷却塔热力计算基本公式：								由 Z～Vm 曲线和ΔP～Vm曲线的交点做直线与 t2～Vm曲线相交求出冷却塔的
	N =∫Ｃｄt/h″-h								出水温度 t2 和相的应风速 Vm。
		N值的计算采用幸普逊两段积分法，公式如下：							计算步骤：
	N =	[（Δt/k6）Cm[1/（h2〃-h1）＋4/（hm〃-hm）＋1/h1〃－h2）]							a、应用填料的特性数 N＇等于热工的交换数 N，即 N＇-N=0的关系式
		h1 — 为进塔空气焓				KJ/kg			假定风速，用试差法求出 t2～Vm 关系曲线。
		h2 — 为进塔空气焓				KJ/kg			b、假定风速，进行冷却塔抽力的计算，求出 Z～Vm 关系曲线。
									c、假定风速，进行冷却塔阻力的计算，求出 ΔP～Vm 关系曲线。
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		hm — 为平均空气焓				KJ/kg		四、结      论
		tm — 平均进水温度			tm=(t1+t2)/2	℃
		h1〃 — 进塔水温t1时的饱和空气焓				KJ/kg			根据当地的气象参数及技术条件，本工程选用一座YNZT 600平方米的
		h2〃 — 进塔水温t2时的饱和空气焓				KJ/kg			玻璃钢双曲线自然通风冷却塔。
		hm〃 — 进塔水温tm时的饱和空气焓				KJ/kg			采用两种计算方法对该冷却塔进行了热力计算，计算结果如下表：
											试    差    法		图        表        法
	b、所需参数的计算公式：								出 水 温 度  t2		32.75		31.313		1 ‰
	⑴、进塔空气相对湿度的计算公式：								填 料处风速  Vm		1.063		1.0634		1 ‰
	Φ=[（Pτ〃-AP0（θ1-τ）]/Pθ1〃								用两种方法计算出的结果，误差均在千分之一以内。
	⑵、进塔干空气密度：								实际出水温度  t2 = 31.32℃
	ρ1=[（P0-ΦPθ1〃）×1000]/[287.14（273+θ1）]
	⑶、饱和空气的水蒸汽分压在0～100℃时的计算公式：								五、 其他因素的影响
	lg Pt〃=2.0057173-3.142305（1000/T-1000/373.16）
	+8.2lg（373.16/T）-0.0024804（373.16-T）								1、 在干球温度 26.8℃, 湿球温度 24℃, 相对湿度80％的条件下
	⑷、气水比的计算公式：									进水温度	℃	40	41	42	43
	λ=3600ρ1Vm/1000q									出水温度	℃	31.03	31.19	31.32	31.45
	⑸、进塔空气焓的计算公式：									水 温 降	Δt	8.97	9.81	10.68	11.55
	h1=1.006θ1＋（2500＋1.858θ1）×[ΦPθ1〃/（P0-ΦPθ1〃）]								从上述数据中可以看出:在同等的气象条件下,随着进水温度的提高,出水
	⑹、温度为 t 时的饱和空气焓计算公式：								温度的变化不大,而水温降随着进水温度的提高而增大.
	ht〃=1.006t+（2500+1.858t）×[Pt〃/（P0-Pt〃）]
	⑺、出塔空气焓的计算公式：								2、 在进水温度 42℃,  相对湿度80％的条件下
	h2=h1＋（CΔt/kλ）									湿球温度	℃	24	25	26	27
	⑻、塔内空气的平均焓计算公式：									出水温度	℃	31.32	31.88	32.45	33.03
	hm=（h2＋h1）/2									水 温 降	Δt	10.68	10.12	9.55	8.97
	⑼、出塔空气干球温度的计算公式：								从上述数据中可以看出:在进水温度和相对湿度一定的条件下,随着湿球
	θ2=θ1＋（tm-θ1）×(h2-h1)/(hm-h1)								温度的提高,出水温度随着升高,而水温降随着进水温度的提高而降小.
	⑽、出塔干空气密度的计算公式： (设Φ=1)
	ρ2=[（P0-Pθ2〃）×1000]/[287.14（273+θ2）]
	⑾、平均空气密度的计算公式：
		ρm=（ρ2＋ρ1）/2
	c、冷却塔抽力的计算公式：
		Z=H0g（ρ1-ρ2）
	d、冷却塔阻力的计算公式：
		ΔP=ξρmVm2 /2
	公式中：
	k=1-t2/［586-0.56（t2-20）]
		C — 水的比热，C=4.187KJ/Kg℃
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⑴、假定风速，求t2～Vm关系曲线
	假定风速为：0.8、1.0、1.2、1.4 m/s
								附    图
	假定风速	出水温度	气 出 比	交 换 数	填料特征数	比  较	结  果
	Vm	t2	λ	N	N＇	N-N＇=0
	0.8	32.82	0.6210354	1.647711	1.183401408	0.46430954	0.281790653
	1	31.64	0.7762942	1.940383	1.346914069	0.59346847	0.305851273
	1.2	30.68	0.9315531	2.281301	1.497148957	0.78415221	0.343730246
采用试差法计算的结果如下：
	风    速 Vm（m/s）				0.8	1	1.2
	出水温度  t2（℃）				32.82	31.64	30.68
⑵、假定风速，求Z～Vm关系曲线
	假定风速	进塔空气密度   出塔干球温度			出塔空气密度	冷却塔抽力
	Vm	ρ1		θ2	ρ2		Z
	0.8	1.0781864		39.04666	1.011652004		44.33855105
	1	1.0781864		38.08881	1.018708619		39.6360227
	1.2	1.0781864		37.31527	1.024312529		35.90157681
冷却塔抽力计算的结果如下：
	风    速 Vm（m/s）				0.8	1	1.2
	抽        力  Z （KPa）				44.34	39.64	35.90
⑶、假定风速，求ΔP～Vm关系曲线
	假定风速	平均空气密度   填料通风阻力			其余通风阻力		总  阻  力
	Vm	ρm		ΔP1	ΔP2		ΔP
	0.8	1.0449192		6.642258	15.84478174		22.48703966
	1	1.0484475		10.41357	24.84106833		35.25464081
	1.2	1.0512495		15.03562	35.86673606		50.90235572
冷却塔阻力计算的结果如下：
	风    速 Vm（m/s）				0.8	1	1.2
	阻        力 ΔP（KPa）				22.49	35.25	50.90
⑷、用求出的 t2～Vm  Z～Vm  ΔP～Vm三条关系曲线作图，见附图。
⑸、采用图表法计算的结果如下：
	a、出水温度 t2 ＝31.753℃				b、填料处风速 Vm＝1.0634 m/s
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