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逆流开式冷却塔计算
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冷却塔
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逆流
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| 换热器计算（逆流开式冷却塔） |  |
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| 序号 | 名 称 | 符号 | 单位 | 数值来源或计算公式 | 计算结果 | 其他数据 | 校核结果 | 备注 | |||||||||||
| 一 | 基础数据 | ||||||||||||||||||
| （一） | 热力计算 | ||||||||||||||||||
| 1 | 大气压 | P | kPa | 92.30 | |||||||||||||||
| 2 | 干球温度 | θ | ℃ | 31.20 | |||||||||||||||
| 3 | 湿球温度 | τ | ℃ | 20.00 | |||||||||||||||
| 4 | 处理水量 | Q | m3/h | 1300.00 | 中型塔 | ||||||||||||||
| 5 | 进水温度 | t1 | ℃ | 31.00 | |||||||||||||||
| 6 | 出水温度 | t2 | ℃ | 24.00 | |||||||||||||||
| 7 | 喷淋密度 | q | m3/m2.h | 小型塔，12~16；大中型，10~16 | 10.60 | 流速2.47m/s | 满足流速 | 塔内流速2~2.5 | |||||||||||
| 8 | 填料参数 | S型1.25 | |||||||||||||||||
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1）
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填料高度 | H | m | 1.25 | |||||||||||||||
| 2） | 填料特性数计算参数 | A | / | 2.12 | |||||||||||||||
| m | / | 0.61 | |||||||||||||||||
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3）
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容积散质系数参数 | B | / | 3710.00 | |||||||||||||||
| α | / | 0.58 | |||||||||||||||||
| β | / | 0.36 | |||||||||||||||||
| 9 | 选用气水比 | λ | / | 低温塔，一般在0.5~0.9之间 | 0.87 | 满足Ω＞N | 热力性能合格 | ||||||||||||
| （二） | 阻力计算 | GBT 50392-2016 附录B | |||||||||||||||||
| 1 | 风机数量 | Nf | 台 | 1.00 | |||||||||||||||
| 2 | 风机直径 | Df | m | 11.50 | 参考值11.50 | ||||||||||||||
| 3 | 轮毂直径 | df | m | 1.00 | |||||||||||||||
| 4 | 进风口高度 | H1 | m | 5.00 | |||||||||||||||
| 5 | 进风口总长 | L | m | 12.26 | 参考值12.26 | A1/F=0.5 | |||||||||||||
| 6 | 喷淋高度 | H2 | m | 0.50 | |||||||||||||||
| 7 | 气室高度 | H3 | m | 1.70 | |||||||||||||||
| 8 | 风筒高度 | H4 | m | 2.00 |  |
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| 9 | 填料阻力参数 | Ao | / | 2.14 | |||||||||||||||
| mo | / | 0.63 | |||||||||||||||||
| 10 | 选用电机功率 | No | KW | 37.00 | 轴功率31.16 | 满足要求 | GB7190.2-2008规范 | ||||||||||||
| （三） | 水量损失计算 | ||||||||||||||||||
| 1 | 单喷嘴流量 | Qd | m3/h | 推荐4~5 | 5.00 | ||||||||||||||
| 2 | 蒸发系数 | Ke | 1/℃ | 0.16 | 温度31.20℃ | ||||||||||||||
| 3 | 风吹损失率 | Pw | % | 当缺数据时，取0.01 | 0.01 | ||||||||||||||
| 二 | 计算过程 | ||||||||||||||||||
| （一） | 热力计算 | ||||||||||||||||||
| 1 | 湿球绝对温度 | Tτ | K | 273.16+τ | 293.16 | 温差分段数n | 温差等分值δt | 温度 | 饱和蒸气压 | 饱和空气焓 | 备注 | ||||||||
| 2 | 饱和水蒸汽压（τ） | lgP"τ | / | 经验公式 | 0.37 | 8 | 0.875 | ℃ | K | Kpa | KJ/kg(DA) | 一般水温差＜15℃时 | |||||||
| P"τ | kPa | 2.34 | T1 | t1-1δt | 30.13 | 303.29 | 4.27 | 107.47 | 常取n=2就可保证精度 | ||||||||||
| 3 | 干球绝对温度 | Tθ | K | 273.16+θ | 304.36 | T2 | t1-2δt | 29.25 | 302.41 | 4.06 | 102.58 | ||||||||
| 4 | 饱和水蒸汽压（θ） | lgP"θ | / | 经验公式 | 0.66 | T3 | t1-3δt | 28.38 | 301.54 | 3.86 | 97.89 | ||||||||
| P"θ | kPa | 4.54 | T4 | t1-4δt | 27.50 | 300.66 | 3.67 | 93.37 | 辛普逊积分法 | ||||||||||
| 5 | 空气相对湿度 | φ | / | [P"τ-0.000662P*(θ-τ)]/P"θ | 0.36 | T5 | t1-5δt | 26.63 | 299.79 | 3.49 | 89.04 | ||||||||
| 6 | 进塔干空气密度 | ρ1 | kg/m3 | (P-φP"θ)*103/[287.14*(273+θ)] | 1.04 | T6 | t1-6δt | 25.75 | 298.91 | 3.31 | 84.87 | ||||||||
| 7 | 进塔湿空气比焓 | h1 | KJ/kg(DA) | 1.005θ+0.622(2500.8+1.846θ)*φ*P"θ/(P-φ*P"θ) | 60.37 | T7 | t1-7δt | 24.88 | 298.04 | 3.14 | 80.85 | ||||||||
| 8 | 出塔饱和空气比焓 | h"2 | KJ/kg(DA) | 1.005t1+0.622(2500.8+1.846t1)*1*P"t1/(P-1*P"t1) | 112.54 | 出塔饱和空气温度=入塔水温 | T8 | t1-8δt | 24.00 | 297.16 | 2.98 | 77.00 | |||||||
| 9 | 蒸发带走热量系数 | K | / | 1-t2/[586-0.56(t2-20)] | 0.96 | ||||||||||||||
| 10 | 进水绝对温度 | Tt1 | K | 273.16+t1 | 304.16 | 名称 | 符号（单位） | 计算公式 | 数据 | ||||||||||
| 11 | 饱和水蒸汽压（t1） | lgP"t1 | / | 经验公式 | 0.65 | 气水比 | λo | 0.77 | 0.82 | 0.87 | 0.92 | 0.97 | |||||||
| P"t1 | kPa | 4.49 | 风量(干空气) | G（m3/h） | Q*ρ水*ρ1/λ | 964564.03 | 1027198.06 | 1089832.09 | 1152466.11 | 1215100.14 | |||||||||
| 12 | 设计容积散质系数 | βxv | kg/m3.h | N*Q/(KV填料) | 14643.16 | 出塔湿空气比焓 | h2（KJ/kg） | 公式1 | 100.06 | 97.64 | 95.50 | 93.59 | 91.87 | ||||||
| 13 | 淋水面积 | F | m2 | Q/q | 122.64 | 塔内风速 | 2.47m/s | 焓差等分值 | δh（KJ/kg） | (h2-h1)/n | 4.96 | 4.66 | 4.39 | 4.15 | 3.94 | ||||
| 14 | 填料体积 | V填料 | m3 | F*H | 153.30 | 塔特性(冷却)数 | N | 公式2 | 1.97 | 1.79 | 1.66 | 1.55 | 1.47 | ||||||
| 15 | 空气重量风速 | g | kg/m2.s | G*ρ1/3600/F | 2.56 | 填料特性数 | Ω | Aλm | 1.81 | 1.88 | 1.95 | 2.01 | 2.08 | ||||||
| 16 | 填料容积散质系数 | β"xv | kg/m3.h | Bgαqβ | 14857.12 | 满足要求 | 应满足β"xv＞βxv | 公式1：h2=h1+4.1868(t1-t2)/(Kλ) | 公式2：理论冷却数 N=4.1868(t1-t2)/(3n)*[1/(h"1-h2)+4/(h"T1-(h2-δh))+2/(h"T2-(h2-2δh)) | ||||||||||
| （二） | 阻力计算 | 圆形 | 正方形 | 长方形 | +4/(h"T3-(h2-3δh))+2/(h"T4-(h2-4δh))+4/(h"T5-(h2-5δh)) | ||||||||||||||
| 1 | 冷却塔径（或当量直径） | D | m | 12.50 | A=11.1m | A=12.8m | +2/(h"T6-(h2-6δh))+4/(h"T7-(h2-7δh))+1/(h"2-h1)] | ||||||||||||
| 2 | 冷却塔总高 | Hz | m | H1+H2+H3+H4+H | 10.45 | B=9.6m | A/B=4/3 | ||||||||||||
| 3 | 平台高 | Hp | m | H1+H2+H3+H | 8.45 |  |
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| 4 | 进风口面积 | A1 | m2 | H1*H2 | 61.30 | 进风口风速 | 4.94m/s | 宜≤4.0m/s | |||||||||||
| 5 | 配水设备气流通过面积 | A2 | m2 | F*0.9 | 110.38 | 布水段风速 | 2.74m/s | ||||||||||||
| 6 | 收水设备气流通过面积 | A3 | m2 | F*0.98 | 120.19 | 收水段风速 | 2.52m/s | ||||||||||||
| 7 | 淋水填料空隙面积 | A4 | m2 | F*0.9 | 110.38 | 淋水段风速 | 2.74m/s | ||||||||||||
| 8 | 风筒收缩后断面积 | A5 | m2 | Nf*0.785*(Df2-df2) | 103.08 | 出风口风速 | 2.94m/s | ||||||||||||
| 9 | 塔内湿空气密度 | γ | kg/m3 | ρ1+φ*P"θ*1000/(416.5*(273.15+θ)) | 1.05 | ||||||||||||||
| 10 | 进风口阻力 | P1 | Pa | 0.55γ(G/A1)2/2 | 7.05 | ||||||||||||||
| 11 | 填料气流转弯 | P2 | Pa | 0.5γ(G/F)2/2 | 1.60 | ||||||||||||||
| 12 | 填料进口突然收缩 | P3 | Pa | 0.000124γ(G/A3)2/2 | 0.00 | ||||||||||||||
| 13 | 淋水填料阻力 | P4 | Pa | ρ1*9.81*Ao*(G/A4)mo | 41.14 | ||||||||||||||
| 14 | 配水装置 | P5 | Pa | 0.6*((1-A2/F)2*1.3+0.5)*(F/A2)2*γ*(G/A2)2/2 | 1.50 | ||||||||||||||
| 15 | 收水装置 | P6 | Pa | 5*((1-A3/F)2*2+0.5)*(F/A3)2*γ*(G/A3)2/2 | 8.69 | ||||||||||||||
| 16 | 风机入口部分阻力 | P7 | Pa | 估值 | 15.00 | ||||||||||||||
| 17 | 总阻力 | ΣP | Pa | P1+……+P7 | 74.98 | ||||||||||||||
| 18 | 风机动压 | PD | Pa | γ*[G/(0.785*Nf*(D2-df2))]2/2 | 3.24 | ||||||||||||||
| 19 | 风机全压 | Pt | Pa | ΣP+PD | 78.22 | ||||||||||||||
| 20 | 风机轴功率 | No' | KW | G/Nf*γ/1.2*Pt/(102*9.81*0.95*0.7) | 31.16 | ||||||||||||||
| 21 | 耗电比 | ξ | / | No/Q | 0.03 | ||||||||||||||
| （三） | 水量损失计算 | ||||||||||||||||||
| 1 | 喷嘴数 | Np | 个 | Q/Qd | 260.00 | ||||||||||||||
| 2 | 蒸发水量损失率 | Pe | % | Ke*(t1-t2) | 1.09 | ||||||||||||||
| 3 | 冷却塔蒸发损失水量 | Qe | m3/h | Pe*Q/100 | 14.11 | ||||||||||||||
| 4 | 风吹损失水量 | Qw | m3/h | Pw*Q/100 | 1.09E-04 | ||||||||||||||
| 5 | 塔内补水量 | Qz | m3/h | Qe+Qw | 14.11 | ||||||||||||||
