一种多进风型复合冷却塔风量计算方法技术

本公开揭示了一种多进风型复合冷却塔风量计算方法，包括：获取多进风型复合冷却塔几何参数、选型参数和环境参数；假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为Q

【技术实现步骤摘要】
一种多进风型复合冷却塔风量计算方法


[0001]本公开属于复合冷却塔计算领域，具体涉及一种多进风型复合冷却塔风量计算方法。

技术介绍

[0002]冷却塔是一种广泛应用于工业生产中冷却循环水的设备。根据水气接触的方式，冷却塔可以分为湿式冷却塔和干式冷却塔，其中，湿式冷却塔主要依靠空气与水之间的蒸发传热与对流传热完成热交换，其传热效率高，但是会损失部分蒸发水至空气中，造成水资源浪费。干式冷却塔将冷却水热量传递给散热金属片，再通过对流传热将热量传输给空气，干式冷却塔运行过程中，没有蒸发水损失，但是其冷却极限为空气干球温度，冷却效率较低。后来为了结合两种冷却塔的优点，开发了复合式冷却塔，其中较为常用的为多进风型复合冷却塔。该冷却塔具有多个进风口，环境空气分别从干区和湿区进入冷却塔，经与冷却水换热后的空气在冷却塔内部混合，再统一排出冷却塔。因此，精确快速获得干湿区通风量对复合冷却塔热力计算具有重要意义。
[0003]针对冷却塔的通风情况，现有很多不同实施方法，如通过传感器实时监测环境风速、风向，根据冷却塔进风处的自然风变化，实时调节导风板角度控制进风量。现有技术在设计消雾模块时，考虑了冷热风阻力平衡计算，并计算冷风风量和热风风量。以上方法通过实验测试冷却塔的进风量，涉及试验台的搭建及测试步骤，成本较高且耗时较长；而采用数值计算方法仅涉及消雾模块的改造设计(如进风口高度及单边边长)，对多进风型复合冷却塔风量无法进行快速计算。因此，开发一种可以快速准确计算多进风型复合冷却塔干湿区风量及风机运行工况点的方法对复合冷却塔的热力计算具有重要意义，尤其是在降低能耗和节能环保方面。
[0004]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种多进风型复合冷却塔风量计算方法，该方法可以精确获得多进风型复合冷却塔各进风口的风量，从而可以减低实验研究所带来的时间与金钱成本。
[0006]为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
[0007]一种多进风型复合冷却塔风量计算方法，包括如下步骤：
[0008]S1：获取多进风型复合冷却塔几何参数、选型参数和环境参数，其中，所述几何参数包括冷却塔干湿区尺寸，出口尺寸和折流区尺寸，所述选型参数包括风机型号和干湿区管排参数，所述环境参数包括环境大气压和空气干湿球温度；
[0009]S2：根据风机性能曲线中风机风量运行工作范围，在工作范围内假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为Q
t
，并根据风机全压
‑
风机运行总风量对应关系计算风机全压
Δp
fan
；
[0010]S3：基于所述风机运行总风量Q
t
，假定小于Q
t
的流经冷却塔湿区的风量为Q
w
；
[0011]S4：根据所述冷却塔几何参数、选型参数和环境参数，获得冷却塔湿区总风阻R
w
和干区总风阻R
d
，并根据所述湿区总风阻R
w
和干区总风阻R
d
计算实际流经湿区风量Q
w，c
；
[0012]S5：若步骤S3中的所述风量Q
w
与步骤S4中的所述风量Q
w，c
的残差在设定范围内，则所述风量Q
w
即为所述风量Q
w，c
，并以冷却塔进出口为参考面，同时基于伯努利方程建立冷却塔阻力特性方程；否则返回步骤S3重新对所述风量Q
w
进行假定；
[0013]S6：若步骤S2中的风机全压Δp
fan
使得步骤S5中的阻力特性方程成立，则假定的风机运行总风量Q
t
即为实际冷却塔运行总风量；否则返回步骤S2重新对风机运行总风量Q
t
进行假定并再次执行步骤S3至S5。
[0014]优选的，步骤S2中，所述风机全压
‑
风机运行总风量对应关系表示为：
[0015][0016]其中，Δρ
fan
为风机全压，Q
t
为风机运行总流量，a、b、c为多项式系数。
[0017]优选的，步骤S4中，所述湿区总风阻R
w
表示为：
[0018]R
w
＝R
1，W
+R
2，W
[0019]且
[0020][0021]其中，R
1，W
为湿区管排区风阻，ρ
a
为环境空气密度，为由喷淋水引起的阻力增加系数，N
w
为光管每排管数，L
w
为光管长度，S
1，w
为光管横向间距，D
o，w
为光管外径，N
r，w
为光管管排数，Re
a，w
为湿区雷诺数；
[0022][0023]其中，R
2，w
为湿区折流区压降，ξ
2，w
为湿区折流区的局部阻力系数，其可以通过查阅局部阻力系数表得来，ρ
a
为环境空气密度，F
2，w
为湿区折流区入口截面积。
[0024]优选的，步骤S4中，所述干区总风阻R
d
表示为：
[0025]R
d
＝R
1，d
+R
2，d
[0026]且
[0027][0028]其中，R
1，d
为干区管排区风阻，f
a
为摩擦系数，N
r，d
为翅片管管排数，S
1，d
为翅片管横向间距，D
r，d
为翅片管直径，N
f，d
为翅片数量，S
f，d
为翅片厚度，h
f，d
为翅片高度，N
d
为翅片管每排管数，L
d
为翅片管长度；
[0029][0030]其中，R
2，d
为干区折流区风阻，ζ
2，d
为干区折流区的局部阻力系数，其可以通过查阅
局部阻力系数表得来，ρ
a
为环境空气密度，F
2，d
为干区折流区入口截面积。
[0031]优选的，步骤S4中，所述实际流经湿区风量Q
w，c
表示为：
[0032][0033]其中，R
w
为湿区总风阻，R
d
及干区总风阻。
[0034]优选的，步骤S5中，所述冷却塔阻力特性方程表示为：
[0035][0036]其中，Δp
fan
为风机全压，Δp
t
为管路总阻力，ρ
a
为环境空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多进风型复合冷却塔风量计算方法，包括如下步骤：S1：获取多进风型复合冷却塔的几何参数、选型参数和环境参数，其中，所述几何参数包括冷却塔干湿区尺寸，出口尺寸和折流区尺寸，所述选型参数包括风机型号和干湿区管排参数，所述环境参数包括环境大气压和空气干湿球温度；S2：根据风机性能曲线中风机风量运行工作范围，在工作范围内假定冷却塔运行过程中的风机运行总风量为Q
t
，并根据风机全压
‑
风机运行总风量对应关系计算风机全压Δp
fan
；S3：基于所述风机运行总风量Q
t
，假定小于Q
t
的流经冷却塔湿区的风量为Q
w
；S4：根据所述冷却塔的几何参数、选型参数和环境参数，获得冷却塔的湿区总风阻R
w
和干区总风阻R
d
，并根据所述湿区总风阻R
w
和干区总风阻R
d
计算实际流经冷却塔湿区的风量Q
w，c
；S5：若步骤S3中的所述风量Q
w
与步骤S4中的所述风量Q
w，c
的残差在设定范围内，则所述风量Q
w
即为所述风量Q
w，c
，并以冷却塔进出口为参考面，同时基于伯努利方程建立冷却塔阻力特性方程，否则返回步骤S3重新对所述风量Q
w
进行假定；S6：若步骤S2中的风机全压Δp
fan
使得步骤S5中的阻力特性方程成立，则假定的风机运行总风量Q
t
即为冷却塔实际运行总风量；否则返回步骤S2重新对所述风机运行总风量Q
t
进行假定并再次执行步骤S3至S5。2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，步骤S2中，所述风机全压
‑
风机运行总风量对应关系表示为：其中，Δp
fan
为风机全压，Q
t
为风机运行总流量，a、b、c为多项式系数。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S4中，所述湿区总风阻R
w
表示为：R
w
＝R
1，W
+R
2，W
日其中，R
1，W
为湿区管排区风阻，ρ
a
为环境空气密度，为由喷淋水引起的阻力增加系数，N
w
为光管每排管数，L
w
为光管长度，S
1，w
为光管横向间距，D
o，w
为光管外径，N
r，w
为光管管排数，R...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈治国，余建航，张剑飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：