冷却塔热力计算书1

冷却塔的热力计算欧阳家百（2021.03.07）冷却塔的任务是将一定水量Q，从水温t1冷却到t2，或者冷却△t＝t1－t2。

因此，要设计出规格合适的冷却塔，或核算已有冷却塔的冷却能力，我们必须做冷却塔的热力计算。

为了便于计算，我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设：（1）散热系数，散质系数，以及湿空气的比热，在整个冷却过程被看作是常量，不随空气温度及水温变化。

(2) 在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小，对塔内压力变化影响也很小，所以计算中压力取平均大气压力值。

（3）认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致，也就是不考虑水侧的热阻。

(4) 在热平衡计算中，由于蒸发水量不大，也可以将蒸发水量忽略不计。

(5) 在水温变化不大的范围内，可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线性关系。

冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等，其中最常用的是麦克尔提出的焓差法，以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。

麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式，统一为一个以焓差为动力的传热公式。

在方程式中，麦克尔引进入刘易斯关系式，导出了以焓差为动力的散热方程式。

（1）式中：——水散出热量；——以含湿差为基准的容积散质系数；——温度为水温t时饱和空气比焓 ()；——空气比焓 ()。

将式（1）代入冷却塔内热平衡方程：（2）式中：——水散出热量；——水的比热；——冷却水量 ()；——蒸发水量 ()——水温度（℃）并引入系数K：式中——塔内平均汽化热（）经整理，并积分后，可得冷却塔热力计算的基本方程式：（3）上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力，它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关，称冷却塔的特性数，以符号愿表示，即：（3）式的右端表示冷却任务的大小，与气象条件有关，而与冷却塔的构造无关，称为冷却数(或交换数)，以符号表示，也即：由于水温不是空气焓的直接函数，直接积分有困难，所以，在求解冷却数的时候，一般均采用近似积分方法。

冷却塔的热力计算冷却塔的任务是将一定水量Q ，从水温t 1冷却到t 2，或者冷却△t ＝t 1－t 2。

因此，要设计出规格合适的冷却塔，或核算已有冷却塔的冷却能力，我们必须做冷却塔的热力计算。

为了便于计算，我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设：（1）散热系数α，散质系数v β，以及湿空气的比热c ，在整个冷却过程被看作是常量，不随空气温度及水温变化。

(2) 在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小，对塔内压力变化影响也很小，所以计算中压力取平均大气压力值。

（3）认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致，也就是不考虑水侧的热阻。

(4) 在热平衡计算中，由于蒸发水量不大，也可以将蒸发水量忽略不计。

(5) 在水温变化不大的范围内，可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线性关系。

冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等，其中最常用的是麦克尔提出的焓差法，以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。

麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式，统一为一个以焓差为动力的传热公式。

在方程式中，麦克尔引进入刘易斯关系式，导出了以焓差为动力的散热方程式。

()dV h h dH t xv q 0"-=β （1） 式中：q dH —— 水散出热量；xv β —— 以含湿差为基准的容积散质系数()[]kg kg s m kg //3⋅⋅ ；"t h —— 温度为水温t 时饱和空气比焓 (kg kJ /)； 0h —— 空气比焓 (kg kJ /)。

将式（1）代入冷却塔内热平衡方程：n w w q tdQ c Qdt c dH += （2）式中：q dH —— 水散出热量；w c —— 水的比热()[]C /J o ⋅kg k ；Q —— 冷却水量 (s /g k )；u Q —— 蒸发水量 (s /g k )t —— 水温度 （℃） 并引入系数K ：式中 m r ——塔内平均汽化热（kg kJ /）经整理，并积分后，可得冷却塔热力计算的基本方程式：⎰-=120"t t t w xv h h dt c Q v K β （3） 上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力，它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关，称冷却塔的特性数，以符号愿'Ω表示，即：（3）式的右端表示冷却任务的大小，与气象条件有关，而与冷却塔的构造无关，称为冷却数(或交换数)，以符号'Ω表示，也即：由于水温不是空气焓的直接函数，直接积分有困难，所以，在求解冷却数的时候，一般均采用近似积分方法。

冷却塔逆流闭式热交换器热力计算冷却塔逆流闭式热交换器是一种常用的设备，用于在不同介质之间进行热量传递。

本文将介绍如何进行冷却塔逆流闭式热交换器的热力计算。

1. 热力计算的基本原理在冷却塔逆流闭式热交换器中，热量的传递是通过传热面积、传热系数和温度差来实现的。

传热面积是指两种介质接触的面积，传热系数是介质之间传热的效率，温度差是指介质之间的温度差异。

2. 热力计算的步骤进行冷却塔逆流闭式热交换器的热力计算，需要以下步骤：步骤1：计算传热面积传热面积可以通过以下公式计算：\[A = \frac{Q}{U \cdot \Delta T_{lm}}\]其中，A为传热面积，Q为传热量，U为传热系数，\(\Delta T_{lm}\)为对数平均温差。

步骤2：确定传热系数传热系数是介质之间传热效率的一个参数，可以通过实验或者参考相关文献来确定。

步骤3：计算对数平均温差对数平均温差可以通过以下公式计算：\[\Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})}\]其中，\(\Delta T_1\)和\(\Delta T_2\)分别为两种介质的温度差。

步骤4：计算传热量传热量可以通过以下公式计算：\[Q = U \cdot A \cdot \Delta T_{lm}\]其中，Q为传热量。

3. 示例举个例子来说明热力计算的过程。

假设冷却塔逆流闭式热交换器的传热系数为10 W/ (m2·°C)，传热面积为50 m2，两种介质的温度差为20°C。

首先，我们可以通过步骤1计算出对数平均温差：\[\Delta T_{lm} = \frac{20 - 0}{\ln(\frac{20}{0})} =\frac{20}{\ln(\infty)} = 20\]然后，根据步骤4计算传热量：\[Q = 10 \cdot 50 \cdot 20 = \]所以，该冷却塔逆流闭式热交换器的传热量为 W。

冷却塔是水与空气进行热交换的一种设备，它主要由风机、电机、填料、播水系统、塔身、水盘等组成，而进行热交换主要由在风机作用下比较低温空气与填料中的水进行热交换而降低水温。

冷却塔的降温及耗水量分析：在冷却塔的水气热交换中，水蒸发吸收潜热、湿空气升温吸收显热，是冷却水温度降低的原因。

据热平衡原理有：Q= r×I+ C×C L×ΔT，Kcal/h ⑴或Q=L O×（t1-t2），Kcal/h ⑵式中，Q：冷却水释放的热量，即是冷却水塔的热负荷或制冷量；r：水的蒸发潜热，Kcal/h；I：水的蒸发量 Kg/h；C：空气的比热Kcal/kg.℃；C L：空气的质量流量Kg/hΔT= T2-T1：空气通过水塔的温升，℃；L O：冷却水的质量流量，Kg/h；t1-t2：冷却水进出塔的温差，℃。

众所周知：水的蒸发潜热是很大的（约 2427.9KJ/KG或 580Kcal/KG）而空气的比热则是很小的（0.2Kcal/kg℃），所以两种热量传递方式中，尤其是在气候温度比较高时，水的蒸发吸收的热量是引起冷却水降温的主要原因，而水、气之间的温差传递则是次要的，二者比值将随着气候条件而变化。

通常，可设水蒸发吸热占总散热量的 75~80%，温差传热占 20~25%，并以此比值估计水塔的空气用量，但是实际上则不然，许多资料表明，实测数据亦证实，水蒸发吸收的热量随气候条件变化是很明显的，高可达 95%以上，低则小于 75%，了解冷却水塔的工作原理，就不难进行耗水量分析，如不考虑冷却水系统的漏损，则冷却水的消耗包括如下三部分：①冷却水的部分蒸发：部分水蒸发引起冷却水消耗是正常的、必须的，其消耗量不仅同冷却水本身的质量、流量、降温幅度（即热负荷）有关，同时还和入塔空气的温度（包括干球温度和湿球温度）和质量流量有关，为了向用户提供较可信的蒸发数据，在收集并分析有关数据的基础上，用试验方法验证，测得数据用如下公式计算的：e=G(X2-X1)/L×100%式中：e：水的百分蒸发量，%；G：空气的质量流量 kg/h或kg/min；L：冷却水的质量流量，kg/h或 L/min；X2-X1：空气在出塔和入塔时的含湿量 kg/kg；下表列出收集的文献数据及的实测数据，不难看出文献值的平均值与实测值是极其接近的。

YNZT 型玻璃钢双曲线自然通风冷却塔三、计算方热力计算书冷却为图表求一、已知条件1、试差法1、气象参数：干 球 温 度（θ1 ℃湿 球 温 度（大 气 压 力（P0）最大相对湿度（Φ2、工况条件： 试差法计循 环 水 量（Q） m³/h进 水 温 度（t1）出 水 温 度（t2）工况水温降（Δt ℃3、所用冷却塔的基本参数：1淋水面积（F1）m22出风口处有效面积（F T）m23进 风 口 高 度 （H1）m4有 效 高 度 （H0）5进风口 平均直径 （Dz）6淋水密度（q）3/m2h74、所用淋水填料的特性参数：8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。

9a、淋水填料的特征数 N’N’=1.76λ0.5810b、淋水填料的阻力特性 ΔP△P/ρ= A V m1112二、设计计算采用试差法1、热力计算的目的：通过热力计算求证 实际出水温度 t2≤32℃2、初始参数： ２、图表法a、干球温度θ时的进塔空气密度 ρ1 kg/ m³b、进 塔 空 气 焓 h1KJ/kgc、进水温度 t1 时的饱和空气焓 h1〃KJ/kg3、所用计算公式：a、冷却塔热力计算基本公式：N =∫Ｃｄt/h″-hN值的计算采用幸普逊两段积分法，公式如下：N =[（Δt/k6）C m[1/（h2〃-h1）＋4/（h m〃-h m）＋1/h1〃－h2）]h1 — 为进塔空气焓KJ/kgh2 — 为进塔空气焓KJ/kg第 1 页h m — 为平均空气焓KJ/kg四、结t m — 平均进水温度t m=(t1+t2)/2 ℃h1〃 — 进塔水温t1时的饱和空气焓KJ/kgh2〃 — 进塔水温t2时的饱和空气焓KJ/kgh m〃 — 进塔水温t m时的饱和空气焓KJ/kgb、所需参数的计算公式： ⑴、进塔空气相对湿度的计算公式：Φ=[（Pτ〃-AP0（θ1-τ）]/Pθ1〃 ⑵、进塔干空气密度：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：lg Pt〃=2.0057173-3.142305（1000/T-1000/373.16）+8.2lg（373.16/T）-0.0024804（373.16-T） ⑷、气水比的计算公式：λ=3600ρ1V m/1000q ⑸、进塔空气焓的计算公式：h1=1.006θ1＋（2500＋1.858θ1）×[ΦPθ1〃/（P0-ΦPθ1〃）] ⑹、温度为 t 时的饱和空气焓计算公式：h t〃=1.006t+（2500+1.858t）×[P t〃/（P0-P t〃）] ⑺、出塔空气焓的计算公式：h2=h1＋（CΔt/kλ） ⑻、塔内空气的平均焓计算公式：h m=（h2＋h1）/2 ⑼、出塔空气干球温度的计算公式：θ2=θ1＋（t m-θ1）×(h2-h1)/(h m-h1) 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=ξρm V m2 /2 公式中：k=1-t2/［586-0.56（t2-20）]C — 水的比热，C=4.187KJ/Kg℃第 2 页⑴、假定风速，求t2～V m关系曲线假定风速为：0.8、1.0、1.2、1.4 m/s附图风 速 V m（m/s）出水温度t2（℃）⑵、假定风速，求Z～V m关系曲线冷却塔抽力计算的结果如下：风 速 V m（m/s）抽力Z （KPa）⑶、假定风速，求ΔP～V m关系曲线风 速 V m（m/s）阻力ΔP（KPa）⑷、用求出的 t2～V m Z～V m ΔP～V m三条关系曲线作图，见附图。

一、简述如上图，冷却塔放于层间，运行时冷却塔进/排风大致可分为6个区间（图中箭头表示风向，其长度表示风量大小）；它们分别是：a 区——冷却塔在A轴方向的主要进风面，该处装有1250mm高百叶3层。

b1/b2——冷却塔入风回流区，在这两个区很可能出现负压；回流在b2区会较多出现。

c 区——冷却塔高速排风区。

d 区——冷却塔在1/A轴方向通风区，该区为负压区，风速较a区高，且以乱流出现居多。

e 区——热风扩散区；冷却塔排风经过一段距离（冷却塔排风口到建筑顶部百叶约4000m m）后，动压明显下降，静压上升，该区属正压区，其间大部分热风经建筑顶部百叶排入大气，少部分弥散后排风受阻会滞留一段时间，但，由于上下（e 区~b区）空间随机存在着压差，使得部分e区弥散的热风回流。

二、冷却塔的选型1、设计条件温度：38℃进水，32℃出水，27.9℃湿球；水量：1430M³/H；水质：自来水；耗电比：≤60Kw/台，≤0.04Kw/M³·h，场地：23750mm×5750mm；通风状况：一般。

2、冷却塔选型符合以上条件的冷却塔为：LRCM-H-200SC8×1台。

（冷却塔[设计基准]37-32-28℃，此条件下冷却塔处理水量为名义处理水量）其中，LRC表示良机方形低噪声冷却塔，M表示大陆性气候适用，H表示加高型，200表示冷却塔单元名义处理水量200M³/H，S表示该机型区别于一般冷却塔，C8表示该塔共由8个单元并联组合而成，即名义处理总水量为1600M³/H。

冷却塔的外观尺寸为：22630×3980×4130。

冷却塔配电功率：7.5Kw×8=60Kw，耗电比为60÷1600=0.0375Kw/M³·h。

三、校核计算1、已知条件：冷却塔LRCM-H-200SC8在37-32-28℃温度条件下单元名义处理水量L=200 M³/H；冷却塔风量G=1690M³/min。

闭式冷却塔热力和阻力计算一、冷却塔热力计算根据换热学公式：Q1=CN△T Q2=KA△T式中：Q1内除盐水热负荷 C比热4.18KJ/(kg.℃) N=L*K1=流量*流量系数进出水温差△T=T1-T2Q2外部冷媒水热负荷 K换热系数（按湿球温度25℃计算）A产品盘管组的换热表面积△T =△T1-△T2/ln（△T1/△T2）△T1=Hin（热除盐水进口温度）-Cin（冷媒水经过盘管温度）△T2=Hout（热除盐水出口温度）-Cout(冷媒水喷淋管盘温度)换热器工作原理说明：换热设备的换热过程是管内被冷却的流体将热量通过管内壁传给管外壁的水膜，再由水膜传给冷却盘管间流动的空气和PVC热交换层的空气。

A、从管内被冷却流体到外部冷媒水排出热负荷Q21=KA△T1、管内流体通过管内壁传给管外壁的水膜K换热系数确定根据此种闭式冷却塔产品的特点，包括风扇机电的功率，湿球温度25摄氏度等因素，这是个组合K值包含管内热流体和管内壁传热系数，管内壁和管外壁传热系数，管外水膜和管外壁传热系数等。

K=1/[1/αi+ri]×do/di+δ/λ×（do/dm）+ro+l/αo]其中：αi为管内热流体与管内壁之间的传热系数ri为管内的垢热阻do为管外径；di为管内径；δ为管壁厚；λ为热导系数dm=（do-di）/ln（do/di）=（0.016-0.0145）/ln（0.016/0.0145）=0.01524ro为管外的垢热阻；αo为管外壁与管外水膜质检的传热系数（1）、热流体在关内的换热系数：Αi=0.023Re0.8.Prn.（λ/di）其中：Re、Pr、λ为管内流体的雷诺数、普兰特数和热导系数加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3Re=w．di /v其中：w为水在管内的流速v为运动粘度，㎡/s水的平均温度为（54+44）÷2=49℃查水的热物理性质v运动粘度为0.6075*10-6㎡/s普兰特数Pr为3.925热导系数λ64.15×10-2KJ/(kg．℃)（2）、管外壁与管外水膜之间的传热系数：αo=1.3248[GW/(n.A.do)]１/３ kw/㎡.℃其中：GW为换热设备总冷却水量n为水平截面上冷却盘管的管列数A为一列冷却盘管中一排水平管的长度2、换热盘管外喷淋水和空气之间的换热盘管外壁水膜换热分为两部分换热，一部分为在冷却盘管外时水膜和空气间接触的对流换热，一部分为在PVC热交换层上时水膜和空气间接触的对流换热。

计算依据：GB/T50392-2006机械通风冷却塔工艺设计规范计算程序：EXCEL冷却塔型号：OT-Ⅱ(RC)-2100数据输入：汪益中设计参数大气压P 100.4Kpa 干球温度θ33℃湿球温度τ29℃处理水量Q 2100m 3/h 进水温度t 139℃出水温度t 232℃风机直径D7m 风机数量1台轮毂直径d 1.3m 填料高度1.5m淋水面积F 144m 2进风口高度4.5m热力计算302.16K饱和水蒸汽压的计算公式：lgP"=2.0057173-3142.305/T+3142.305/373.16-0.0024804*373.16+0.0024804*T+8.2lg(373.16/T)0.60253湿球时饱和水蒸汽压P"τ=Kpa 306.16K 0.70149干球时饱和水蒸汽压P"θ=Kpa空气相对湿度φ=[P"τ-0.000662P（θ-τ）]/P"θ=0.743373进塔干空气密度ρ1=（P-φP"θ）*103/[287.14（273+θ）]=kg/m 3选用气水比λ0.650.70.750.80.85风量G 12407781336223143166715271111622556m 3/h进塔湿空气比焓：h 1=1.005θ+0.622（2500.8+1.846θ）*φ*P"θ/（P-φ*P"θ）=94.79蒸发带走热量系数：K=1-t 2/[586-0.56(t 2-20)]=0.944759不同气水比出塔湿空气比焓：h 2=h 1+4.1868(t 1-t 2)/(K λ)=142.5157139.107136.1524133.567131.2863KJ/kg(DA)进水绝对温度：T （t1)=273.16+t 1=312.16K 0.84453进水时饱和水蒸汽压P"t1=6.99083Kpa出塔饱和空气比焓：h"2=158.961KJ/kg(DA)温差分段数：n=8温差等分值:δt=0.875℃δh=(h 2-h 1)/n= 5.965624 5.53951 5.170207 4.84707 4.561948t 1-δt=38.125℃t 1-2δt=37.25℃t 1-3δt=36.375℃t 1-4δt=35.5℃t 1-5δt=34.625℃t 1-6δt=33.75℃逆流冷却塔热力阻力计算书1.100116165湿球绝对温度：T τ=273.16+τ=湿球温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"τ=4.004328366干球绝对温度：T θ=273.06+θ=进水温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"t1=干球温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"θ=5.029061652t 1-7δt=32.875℃T 1=273.16+t 1-δt=311.285℃T 2=273.16+t 1-2δt=310.41℃T 3=273.16+t 1-3δt=309.535℃T 4=273.16+t 1-4δt=308.66℃T 5=273.16+t 1-5δt=307.785℃T 6=273.16+t 1-6δt=306.91℃T 7=273.16+t 1-7δt=306.035℃T (t2)=273.16+t 2=305.16℃0.824196.67098Kpa 152.141KJ/kg(DA)0.803596.36192Kpa 145.563KJ/kg(DA)0.782856.06533Kpa 139.254KJ/kg(DA)0.761995.78079Kpa 133.201KJ/kg(DA)0.740985.50788Kpa 127.392KJ/kg(DA)0.719855.24621Kpa 121.816KJ/kg(DA)0.698574.99539Kpa 116.462KJ/kg(DA)0.677154.75504Kpa 111.319KJ/kg(DA)理论冷却数：N=4.1868(t 1-t 2)/(3n)*[1/(h"1-h 2)+4/(h"T1-(h 2-δh))+2/(h"T2-(h 2-2δh)) +4/(h"T3-(h 2-3δh))+2/(h"T4-(h 2-4δh))+4/(h"T5-(h 2-5δh)) +2/(h"T6-(h 2-6δh))+4/(h"T7-(h 2-7δh))+1/(h"2-h 1)]不同气水比时N 1.762859 1.58052 1.452747 1.35688 1.281282折波填料高1.5米，填料特性数Ω=1.89λ0.67填料特性数Ω 1.416165 1.48826 1.558665 1.62754 1.695011T 7温度时的饱和水蒸汽压：P"7=T 7温度时饱和空气焓：h"T7=T 6温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"6=T 6温度时的饱和水蒸汽压：P"6=T 6温度时饱和空气焓：h"T6=T 7温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"7=T 4温度时饱和空气焓：h"T4=T 5温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"5=T 5温度时的饱和水蒸汽压：P"5=T 2温度时饱和空气焓：h"T2=T 3温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"3=T 5温度时饱和空气焓：h"T5=T 3温度时的饱和水蒸汽压：P"3=T 3温度时饱和空气焓：h"T3=T 4温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"4=T 4温度时的饱和水蒸汽压：P"4=T 1温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"1=T 1温度时的饱和水蒸汽压：P"1=T 2温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"2=T 2温度时的饱和水蒸汽压：P"2=T 1温度时饱和空气焓：h"T1=T (t2)温度时的饱和水蒸汽压对数：lgP"(t2)=T (t2)温度时的饱和水蒸汽压：P"(t2)=T (t2)温度时饱和空气焓：h"1=由上图曲线可知，当气水比λ=0.75时，Ω＞N满足设计容积散质系数βxv=NQ/(KV)=15494.76kg/m3.h填料容积散质系数β"xv=4188g0.65q0.33其中空气重量风速g=G*γ/3600/F= 3.038194kg/m2.s淋水密度q=Q/F=14.5833m3/m2.h填料容积散质系数β"xv=20882.4kg/m3.h填料容积散质系数β"xv＞设计容积散质系数βxv满足 结论：该逆流冷却塔的热力性能完全达到设计要求。

热却塔的热力估计之阳早格格创做热却塔的任务是将一定火量Q，从火温t1热却到t2，大概者热却△t＝t1－t2.果此，要安排出规格符合的热却塔，大概核算已有热却塔的热却本领，咱们必须搞热却塔的热力估计.为了便于估计，咱们对于热却塔中的热力历程做如下简化假设：（1）集热系数α，集量系数vβ，以及干气氛的比热c，正在所有热却历程被瞅做是常量，没有随气氛温度及火温变更.(2) 正在热却塔内由于火蒸气的分压力很小，对于塔内压力变更做用也很小，所以估计中压力与仄稳大气压力值.（3）认为火膜大概火滴的表面温度与里里温度普遍，也便是没有思量火侧的热阻.(4) 正在热仄稳估计中，由于挥收火量没有大，也不妨将挥收火量忽略没有计.(5) 正在火温变更没有大的范畴内，可将鼓战火蒸汽分压力及鼓战睦氛与火温的闭系假定为线性闭系.热却塔的热力估计要领有焓好法、干好法战压好法等，其中最时常使用的是麦克我提出的焓好法，以下简要介绍热却塔的焓好法热力估计.麦克我提出的焓好法把往日由温度好战浓度好为能源的传热公式，统一为一个以焓好为能源的传热公式.正在圆程式中，麦克我引加进刘易斯闭系式，导出了以焓好为能源的集热圆程式.()dV h h dH t xv q 0"-=β （1） 式中：q dH ——火集出热量；xv β——以含干好为基准的容积集量系数()[]kg kg s m kg //3⋅⋅ ； "t h —— 温度为火温t 时鼓战睦氛比焓 (kg kJ /)；0h ——气氛比焓 (kg kJ /).将式（1）代进热却塔内热仄稳圆程：n w w q tdQ c Qdt c dH += （2）式中：q dH ——火集出热量；w c ——火的比热()[]C/J o ⋅kg k ；Q —— 热却火量 (s /g k )； u Q —— 挥收火量 (s /g k )t —— 火温度 （℃）并引进系数K ：式中m r ——塔内仄稳汽化热（kg kJ /）经整治，并积分后，可得热却塔热力估计的基原圆程式：⎰-=120"t t t w xv h h dt c Q v K β （3） 上式的左端表示正在一定淋火挖料及格型下热却塔所具备的热却本领，它与淋火挖料的个性、构制、几许尺寸、热却火量有闭，称热却塔的个性数，以标记愿'Ω表示，即：（3）式的左端表示热却任务的大小，与局里条件有闭，而与热却塔的构制无闭，称为热却数(大概接换数)，以标记'Ω表示，也即：由于火温没有是气氛焓的间接函数，间接积分有艰易，所以，正在供解热却数的时间，普遍均采与近似积分要领.积分的要领很多，有辛普逊积分法、仄稳推能源法、切比雪妇积分法、对于数及算术仄稳焓好法，以及很多的体味直线与图表，那里只介绍好国热却塔协会(CTI)所推荐的切比雪妇积分法.切比雪妇积分法为好国热却塔协会(CTI)所推荐，正在好国及日原均被采与.那种积分要领是将积分式⎰baydx，正在x轴上a到b之间供出几个预约的y值，某y值的总战乘恒定值b－a，便为所供的积分值.其分面为b－a的0.102673倍、0.406204倍、0.593796倍及0.897327倍.供其4个分面相映的y值.为估计简化，小数面后与一位，则为b－a的0.1倍，0.4倍，0.6倍及0.9倍.其估计公式为：如果温好较小时，其分面也不妨没有按上述倍数区分，可将火温好t四仄分，供各份中面的焓好，而后代进公式估计.如果按倍数区分时，各分面相映的焓好如下表所示.上述即为一个完备的热却塔热力估计历程，它既可用于热却塔的安排估计，也可用于现有热却塔的核算.正在核算已有热却塔时，已知塔的尺寸及里里部件，火量Q，进火温度t1，大气压力p a，搞球温度θ1，干球温度τ1.则央供估计：出火温度t2，通气量G，出塔气氛搞球温度θ2，出塔气氛干球温度τ2.热却塔的安排是一个试算历程，即根据给定条件，选定塔的尺寸及里里部件，而后估计火温t2，使其谦脚安排央供.果此热却塔的热力估计即为估计出塔火温t2，共时也估计通气量及排气温度.热却塔的透气阻力估计正在安排新的热却塔时，最先要选定热却塔的型式，根据给定的处事条件决断热却塔的基原尺寸战结构，其中包罗淋火拆置的横截里里积战挖料下度、热却塔的进风心、导风拆置、支火器、配火器等，并选定风机的型号微风量、风压，那样便需要对于热却塔内气流利风阻力做比较准确的估计.1.热却塔的透气阻力形成热却塔的透气阻力,即气氛震动正在热却塔内的压力益坏，为沿程摩阻战局部阻力之战.常常把热却塔的局部透气阻力从热却塔的进心到风机出心分为10个部分举止估计，如图所示： 1p ∆——进风心的阻力；2p ∆——导风拆置的阻力；3p ∆——气氛流转直的阻力；4p ∆——淋火拆置进心处突然中断的阻力；5p ∆——气氛流过淋火拆置的阻力(摩揩阻力战局部阻力)； 6p ∆——淋火拆置出心处突然伸展的阻力；7p ∆——配火拆置的阻力；8p ∆——支火器的阻力；9p ∆——风机进心的阻力；10p ∆——风机风筒出心的阻力.热却塔的透气总阻力 :∑∆P =∆i z p （1）2.热却塔的局部透气阻力估计 如前所述，热却塔总的局部阻力包罗进风心、导流办法、淋火拆置、配火系统、支火器以及风筒阻力(包罗风机出进心)、气流的中断、夸大、转直等部分.各局部阻力可按下述公式去估计：g v P i i i 22i ⋅=∆γξ(毫米火柱) （2） 式中：i ξ——各局部阻力系数；i v ——相映部位的气氛流速(米／秒)；i γ——相映部位的气氛比沉(公斤／米3)；g ——沉力加速度. 而热却塔的总局部阻力可写成：g v P h i i i 22i ⋅∑=∑∆=γξ(毫米火柱) 由于气流稀度正在热却塔内变更很小，所以正在球供解时，各处的稀度值均与热却塔进、出心的几许仄稳值.气流利过热却塔百般部件处的速度，可先根据风机个性直线及热力估计时决定的气火比采用风量G(公斤／时)后，由下式决定：热却塔各部件处局部阻力系数 3,2,1ξ值的决定：(1)进风心55.01=ξ(2)导风拆置式中：()L q 25.01.02+=ξq ——淋火稀度(米3／米2·小时)；L ——导风拆置少度(米).(3)加进淋火拆置处气流转直：5.03=ξ(4)淋火拆置进心处突然中断：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ξcp F F 0415.0 cp F ——淋火拆置的截里(m 2).(5)淋火拆置()Z Kq e +ξ=ξ15式中：e ξ——单位下度淋火拆置的阻力系数；K ——系数；Z ——淋火拆置下度(m ).淋火拆置的阻力亦不妨从考查资料间接查得，若需改变形火拆置的尺度时，其阻力落的近似值估计可参阅资料.(6)淋火拆置出心突然伸展2061⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ξcp F F(7)配火拆置⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=ξ323713.15.0F F F F cp cp式中：3F ——配火拆置中气流利过的灵验截里积(米2)cp F ——塔壁内的横截里积(米2).(8)支火器式中：22228125.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ξF FF F cp cp式中：2F ——支火器中气流利过的灵验截里积(米2)；cp F ——塔壁内的横截里积(米2).(9)风机进心9ξ可根据下式决定：ξξξ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=cp F F 40910ξ——根据0D l 查表与值；4F ——中断后的截里积(㎡)；cp F ——中断前的截里积(㎡)；式中：λ—摩揩系数；可采与.(10)风机凤筒出心(扩集筒) ()p ξδ+=ξ110式中：δ—－风筒速度分集没有匀称而做用建正系数，根据0/l D ；ξ——根据0D l查表与值.p由上述估计，咱们得到热却塔的总透气阻力，而后再确认它是可与风机的额定风量下所能提供的风压相符合.如果相符合且又能谦脚热力本能央供，则该热却塔的安排估计完毕.若没有符合便要采用其余的风机大概改变热却塔部件的结构尺寸，沉新估计气氛的震动阻力，通过多次反复直到既谦脚风机的风压央供又谦脚热力本能时为止.热却塔本能的评介通过热却塔查支考查大概本能考查整治出截止，应付于该热却塔的本能做出评介.评介的指标，决断于所采与的评介要领，有以热却出火温度2t，大概以热却本领η (真测经建正后的气火比与安排时气火比的比值)动做评介指标，也有用其余的评介指标.底下介绍几种暂时海内中时常使用的热却塔本能评介要领.根据热却数圆程式表示的热力个性战阻力个性，不妨概括估计得到安排大概其余条件下的热却火温2t.根据安排条件及真测的热力、阻力个性，估计出热却火温2t，与安排的2t举止比较，如前者的2t值等于大概矮于后者的2t值，则该热却塔的热却效验达到大概劣于安排值.2.按真测热却火温评介通过查支考查，测得一组工况条件下的出塔热却火温2t，由于考查条件与安排条件的好别，需通过换算圆可比较，其比较的要领是：将真测的工况条件代进安排时提供的()t q f t ∆ϕϑ=,,,112本能直线大概安排采与的估计要领战公式，估计出热却火温2t ，如果比真测的2t 下，则证明新建大概改建的热却塔本量热却效验要比安排的佳，反之则证明热却塔效验好.那种用真测热却火温的评介要领，估计烦琐，评介截止直感，考查时没有需丈量进塔风量，易包管尝试截止的粗度，但是需安排单位提供一套()t q f t ∆ϕϑ=,,,112本能直线(支配直线)大概估计公式.本能评介应用公式式中η——真测热却本领；c Q ——建正到安排条件下的热却火量(h kg /)；d Q ——安排热却火量(h kg /)；t G ——考查条件下的真测风量(h kg /)；c λ——建正到安排工况条件下的气火比，由于考查条件与安排条件存留好别，故需将考查条件下所测之数据，建正到安排条件下举止评介.正在做安排时，根据选定的塔型及淋火挖料，可赢得该热却塔的热力个性m A λ=Ω，正在单对于数坐标纸上即可赢得一条()λ=Ωf 的安排个性直线，如下图中直线1.根据给定的热却任务（2111,,,,,t t Q p τϑ）假设分歧的气火比，可赢得分歧的Ω，将其描画正在图上，即可得热却塔的处事个性直线，如上图中直线2，直线1战直线2的接面.即为谦脚安排央供的工况面.热却塔举止查支考查大概本能考查时，由于真测进塔气氛量G ，战安排气氛量没有成能真足相共，所以赢得的直线战上图中的直线1没有成能真足相共，而是其余一条战直线1仄止的直线3.直线3战直线2的接面c 则表示建正到安排条件下的处事面，C 面对于应的气火比即为建正到安排工况条件下的气火比c λ.c 面的赢得，可由考查得到的热却数Ω战睦火比λ面画到热却塔安排个性直线图上，得考查面b ，过b 面做直线3仄止于直线1，进而可得到直线3战直线2接面c.根据考查真测的气氛量t G 及建正后c 面的气火比c λ，即可得到建正后的热却火量c Q ，即： c t c G Q λ=/将上式代进c t d d c G Q Q Q λ==η1即可供得真测热却本领η.如η大于90％大概95％，应视为达到安排央供；η大于100％，应视为超出安排央供.TI 板滞透气热却塔个性直线评介法此评介要领与上述的热却塔本能评介要领基本相共，亦是以真测热却本领η表示的，即： c t d d c G Q Q Q λ==η'1 所分歧的是上式中进塔风量t G '没有是间接测定的，而是测定板滞透气热却塔的风机功率，根据风机功率再估计进塔风量.估计公式为：31'⎪⎪⎭⎫⎝⎛=d td t NN G G （kg/h ）式中 t G '——通过真测风机功率换算的风量(h kg /)；d G ——安排风量h kg /)； t N ——真测风机功率(kw )； d N ——安排风机功率(kw ).风量t G '供得后，其余估计要领均与前所述相共.(1) 原法是由考查数据利用支配直线评介板滞透气热却塔本能的要领，估计截止是以热却本领η表示.(2) 安排单位应提供相称于安排热却火量的90％、100％、110％三组直线组成的支配直线图.每组直线以干球温度1τ为横坐标，出塔火温2t 为纵坐标，热却幅宽火力参变数的列线图，如图（系列）所示.热却幅宽直线的变量起码要包罗安排值，80％安排值战120％安排值三条热却幅宽直线.安排面应正在直线图上表示.(3) 热却塔本领的决定.将安排单位提供的本能直线转移画制成正在考查条件下决定热却塔本领的列线图.其步调最先以考查干球温度1τ为前提，画制一组以热却幅宽t∆为横坐标，出塔火温2t 为纵坐标，热却火量Q 为参变数的直线(下图).而后，由此组直线，根据考查热却幅宽t 画制一条出塔火温t2战热却火量Q闭系直线(下图)，那样正在考查出塔火温下便可查得预计包管的热却火量p Q，将考查的热却火量再举止风机功率的建正.建正后的火流量与预计的火流量之比即可决定热却塔热却本领，亦即利用下列公式估计：热却塔的安排战采用中，不妨参照下表。

冷却塔的热力计算冷却塔的任务是将一定水量Q ，从水温t 1冷却到t 2，或者冷却△t ＝t 1－t 2。

因此，要设计出规格合适的冷却塔，或核算已有冷却塔的冷却能力，我们必须做冷却塔的热力计算。

为了便于计算，我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设：（1）散热系数α，散质系数v β，以及湿空气的比热c ，在整个冷却过程被看作是常量，不随空气温度及水温变化。

(2) 在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小，对塔内压力变化影响也很小，所以计算中压力取平均大气压力值。

（3）认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致，也就是不考虑水侧的热阻。

(4) 在热平衡计算中，由于蒸发水量不大，也可以将蒸发水量忽略不计。

(5) 在水温变化不大的范围内，可将饱和水蒸汽分压力及饱和空气与水温的关系假定为线性关系。

冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等，其中最常用的是麦克尔提出的焓差法，以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。

麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式，统一为一个以焓差为动力的传热公式。

在方程式中，麦克尔引进入刘易斯关系式，导出了以焓差为动力的散热方程式。

()dV h h dH t xv q 0"-=β （1）式中：q dH —— 水散出热量；xv β —— 以含湿差为基准的容积散质系数()[]kg kg s m kg //3⋅⋅ ；"t h —— 温度为水温t 时饱和空气比焓 (kg kJ /)；0h —— 空气比焓 (kg kJ /)。

将式（1）代入冷却塔内热平衡方程：n w w q tdQ c Qdt c dH += （2）式中：q dH —— 水散出热量；w c —— 水的比热()[]C /J o ⋅kg k ；Q —— 冷却水量 (s /g k )； u Q —— 蒸发水量 (s /g k ) t —— 水温度 （℃）并引入系数K ：mw u m u w r tc Q r t Q c K 2211-=-=式中 m r ——塔内平均汽化热（kg kJ /）经整理，并积分后，可得冷却塔热力计算的基本方程式：⎰-=120"t t t w xv h h dt c Q vK β （3） 上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力，它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关，称冷却塔的特性数，以符号愿'Ω表示，即：Q VK xv β=Ω'（3）式的右端表示冷却任务的大小，与气象条件有关，而与冷却塔的构造无关，称为冷却数(或交换数)，以符号'Ω表示，也即：⎰-=Ω120"t t t w h h dt c由于水温不是空气焓的直接函数，直接积分有困难，所以，在求解冷却数的时候，一般均采用近似积分方法。

NH-5000m 3/h 热工及阻力计算书总循环水量:20000m 3/h1. 单塔循环水量: NH-5000m 3/h 钢混框架机械通风玻璃钢冷却塔4台2.热力性能计算根据用户冷却塔的实际使用需要，采用方型逆流式钢筋混凝土玻璃钢围护结构冷却塔，现对冷却塔进行热力计算和设计，确定冷却塔各主要参数。

此计算方法参照GB7190.2-1997《玻璃钢纤维增强塑料冷却塔》国家标准规定，用焓差法进行计算，积分计算采用辛普逊n 段近似积分计算公式。

2.1设计参数根据贵公司冷却塔提供的气象参数作为计算设计参数，其各气象参数如下： 干球温度：θ1=31.5℃ 湿球温度：τ=28℃ 大气压力：P 0=101.1kpa已知单塔冷却水量为5000m 3/h ，根据工艺要求进塔水温为41℃，出塔水温为32℃，即水温差为9℃，属中温型冷却塔 2.2计算公式进塔空气相对湿度：()"110"θττθP AP P --=Φ (1)其中P θ1"和P τ"分别为对应于θ1和τ时饱和空气的水蒸气分压。

A 为不同干湿球温度计的系数，对通风式阿斯曼干湿球温度计A=0.000622饱和空气的水蒸气分压在0℃~100℃时按式（2）计算：142305.30057173.2lg "-=p ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-T T 16.373lg 2.816.2731010330024804.0-()T -16.373 (2)式中P "—饱和空气的蒸气分压，kpa ；T —绝对温度，T=273.16+t K 。

P 0—大气压, kpa 进塔干空气密度ρ1()()13"127314.287101θρθ+⨯Φ-=P P (3)气水比λQG1ρλ= (4)进塔空气焓1i()"10"1111858.12500622.0006.1θθθθP P P i Φ-Φ++= (5)出塔空气焓2iλK tC i i W ∆+=12 ……………………………………………（6） ()2056.0586122---=t t K21t t t -=∆水的比热 ./187.4kg kJ C W =℃ 塔内空气的平均焓m i 221i i i m +=………………………………（7） 温度为t 时饱和空气焓"i ()"0""858.12500622.0006.1ttP P P t t i -++= (8)逆流式冷却塔热力计算基本公式 ⎰-=⋅=Ω12"t t w xv i i dt C QVk β …………………………… （9） 式中：Ω——交换数βxv ——容积散质系数，kg/（m 3·h ） V ——淋水填料体积式（9）的积分可采用辛普逊n 段近似积分公式⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆+∆++∆+∆+∆+∆∆=-=Ω-⎰n n w t w t t i i i i i i n t C i i d C 144241313210"12 (10)由水温差∆t<15,常取n=2,可达到足够的精度，则式（10）变为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-+-∆=-=Ω⎰2"1"1"2"141612i i i i i i t C i i d C m m w t w t t ……………………（11） 2.3NH-5000m 3/h 热力性能计算结果 式（2）得 P θ1"=4.6194 P τ"=3.7773 由式（1）得 Φ=0.6127 由式（3）得 ρ1=0.9991 由t 2=32℃得 k=0.9447进塔空气焓由式（5）得 i 1=89.4858kJ/kg温度为进水温度 t 1=41℃ 时的饱和空气焓由式（8）得 i 1"=174.748J/kg 温度为出水温度 t 2=32℃ 时的饱和空气焓 i 2"=110.714kJ/kg 平均饱和空气焓 i m "=139.336kJ/kg 气水比λ=0.753 风量G=3300km 3/h由式（10）得冷却塔 Ω=1.5258 满足设计条件下所需容积散质系数 由式Ω=⋅QVk XV β βxv =16974kg/（m 3·h ） 填料特性电算结果说明以上塔型完全满足用户提出的工况条件，并有富余。

闭式冷却塔热力和阻力计算一、冷却塔热力计算根据换热学公式：Q1=CN△T Q2=KA△T式中：Q1内除盐水热负荷 C比热4.18KJ/(kg.℃) N=L*K1=流量*流量系数进出水温差△T=T1-T2Q2外部冷媒水热负荷 K换热系数（按湿球温度25℃计算）A产品盘管组的换热表面积△T =△T1-△T2/ln（△T1/△T2）△T1=Hin（热除盐水进口温度）-Cin（冷媒水经过盘管温度）△T2=Hout（热除盐水出口温度）-Cout(冷媒水喷淋管盘温度)换热器工作原理说明：换热设备的换热过程是管内被冷却的流体将热量通过管内壁传给管外壁的水膜，再由水膜传给冷却盘管间流动的空气和PVC热交换层的空气。

A、从管内被冷却流体到外部冷媒水排出热负荷Q21=KA△T1、管内流体通过管内壁传给管外壁的水膜K换热系数确定根据此种闭式冷却塔产品的特点，包括风扇机电的功率，湿球温度25摄氏度等因素，这是个组合K值包含管内热流体和管内壁传热系数，管内壁和管外壁传热系数，管外水膜和管外壁传热系数等。

K=1/[1/αi+ri]×do/di+δ/λ×（do/dm）+ro+l/αo]其中：αi为管内热流体与管内壁之间的传热系数ri为管内的垢热阻do为管外径；di为管内径；δ为管壁厚；λ为热导系数dm=（do-di）/ln（do/di）=（0.016-0.0145）/ln（0.016/0.0145）=0.01524ro为管外的垢热阻；αo为管外壁与管外水膜质检的传热系数（1）、热流体在关内的换热系数：Αi=0.023Re0.8.Prn.（λ/di）其中：Re、Pr、λ为管内流体的雷诺数、普兰特数和热导系数加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3Re=w．di /v其中：w为水在管内的流速v为运动粘度，㎡/s水的平均温度为（54+44）÷2=49℃查水的热物理性质v运动粘度为0.6075*10-6㎡/s普兰特数Pr为3.925热导系数λ64.15×10-2KJ/(kg．℃)（2）、管外壁与管外水膜之间的传热系数：αo=1.3248[GW/(n.A.do)]１/３ kw/㎡.℃其中：GW为换热设备总冷却水量n为水平截面上冷却盘管的管列数A为一列冷却盘管中一排水平管的长度2、换热盘管外喷淋水和空气之间的换热盘管外壁水膜换热分为两部分换热，一部分为在冷却盘管外时水膜和空气间接触的对流换热，一部分为在PVC热交换层上时水膜和空气间接触的对流换热。