一种测试冷却塔特性的方法技术

本发明专利技术公开一种测试冷却塔特性的方法，测试步骤：I.以冷却特性方程N’＝Aλm为基础，建立新特性方程模式为N0＝Aλmqot1p(Δt/(t2-τ))a；II.选定测试项目有淋水填料的散热散质总系数；进水温度；大气温度；淋水密度；冷却塔运行区间对冷却特性影响；III.选用正交试验表L9(34)，分别对汽水比λ、淋水密度q、进塔水温t1、进塔湿球温度τ1进行测试；IV.分析得出影响冷却特性的因子主次顺序，采用多元回归求得冷却特性新方程。本发明专利技术测试冷却塔特性的可信度在95％以上，误差小，并大大改善了设计精度，本发明专利技术为合理设计冷却塔提供更准确的指导性方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制冷器测试
，具体涉及一种采用多元回归分析和正交设计法测试冷却塔的特性的方法。
技术介绍
随着工业生产日益发达、人类社会城市化进展不断加速，需水量大增，引起水资源的日益紧缺，尤其是电力、钢铁、石化、纺织等行业耗水量巨大。例如百万千瓦的电站冷却水量大约为35m3/S，原油用水20 40m3/吨油，乙烯冷却水量大约500 1200m3/吨乙烯，合成氨用水为600 1900m3/吨氨，某石化公司全年用水量达15亿米3 ；全世界冷却循环水的用量巨大，浪费也极为惊人，存在着可观的节约潜力；在工业生产过程中，单是废热经热水带入冷却塔，经冷却后回用，即能节省95%左右的水资源的需求，相应降低其对环境的不利影响。在这个“低碳减排”的年代，循环用水是节能减排行之有效的途径。循环水冷却塔使用面广、量大，广泛应用于各工业部门和空调制冷民用建筑。因此加强对冷却特性的研究和改进，不断提高冷却塔效率，降低自身的能耗、噪声、减少飘滴损失、减少环境污染，具有直接的意义。现有技术对于冷却塔的特性研究已经积累了丰富的经验，并提出了各具特色的经验公式首先是1925年麦克尔(Merkel)运用传热传质过程的经验方程式，建立了以焓差为推动力的著名热力计算基本方程式，但麦克尔方程的求解方法、尤其是它的适用性存在较大的模糊性，以致实践结果存在较大的误差；别尔曼认为被麦克尔忽略的蒸发水量及其带走的热量一项不算太少可能引起的误差达4 7%，所以不应忽略这一项而引进一个修正系数K;贝克和马特(Baker&Mart)提出，热水进水温度对特性的反效应是明显的， 为了修正误差引进水温修正系数M，当热水温度上升到80°C时，该方案仍可得到满意的结果；后来有学者通过对填料的热力特性测试，建立了冷却特性与气水比的新表达式N = (1. 28-0. 027q)* λ °_37，这表明冷却特性N不仅仅是汽水比λ的单值函数，淋水密度q对冷却特性也有影响。个别的研究成果及试验结论利于客观全面地揭示冷却特性的内涵，为建立冷却特性新的表达式奠定了基础，从而为较准确地设计、测试换热器的特性提供了依据。 但在冷却塔的实际运行和特性测试中，发现上述各表达式存在适用区间窄、误差大的缺陷， 因此有必要对冷却塔特性测试及其表达式继续研究予以改进和完善。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是，克服现有技术的的不足，探索研究冷却塔特性、分析误差产生原因，改进实验条件试验方案及数据整理方法，建立一个误差较小，能充分体现冷却特性的数学模型，提供，为提高冷却塔性能提供更准确的指导性的理论依据。一、冷却塔热力计算基本方程的建立及其存在的近似性1925年麦克尔运用传热传质过程的经验方程式，建立了以焓差为推动力的著名热力计算基本方程式，为冷却塔冷却理论应用于工程设计做出了贡献，至今仍是冷却塔业界研究、实践和规范的依据。但是在其推导过程中作了一些必要的假设和简化，必然也会引起一定的误差，使热力计算方程成为近似方程，并间接影响冷却塔冷却特性的近似性，概述如下1.接触传热传热量dQa与温差推动力(t- θ )成正比dQ = a (t- θ ) dVKcal/m3/h (1-1)2.液体表面蒸发蒸发量dL与分压力差(Pt" -P0)成正比dL = Kp (Pt"-P0) dV kg/m3/h(1-2)式中Pt”为水温为t的饱和水蒸气分压力P θ为湿空气温度θ下的水蒸气分压力Kp为和分压力差相对应时的表面散质系数kg/m2因为 Pt” = Xt'V(Xt+0. 622)*PB ^ Xt*l. 61ΡΒ(1-1. 61ΧΘ ")P0 = Χθ/(Χθ+0. 622)*Ρβ ^ Χθ*1. 61ΡΒ(1-1. 61ΧΘ ")代入(1-2)得dL = 1· 61PB*Kp{(Xt”-X0)-l. 612*PB}dV忽略了括号里的微量可近似得dL = 1. 61PB*Kp(Xt”-XJdV(1-3)另 Ka = 1. 61*Pb*Kp则dL = Ka(Xt”-X0)dV(1-4)由蒸发所传递的能量为dQk = (r0+Cnt) *dL= Ka (Xt-X θ) (r0+Cnt) dV(1-5)式中rQ为水在0°C的汽化潜热rQ = 595kCal/kgCn为水蒸气的定压比热可取Cn = 0. 47kCal/kg°C3.总的传热量dQdQ = dQa +dQk = a * (t_ θ ) dV+Ka (Xt-Xθ) (r0+Cnt) dV因为 r。+Cnt = rt+CntdQ = Ka*dV { α /Ka (t_ θ ) +r0Xt ” -r0X θ +Cnt (Xt ” -X 0)}设刘易斯(Lewis)数为α / (Cp*Ka) = 1 及i = Cp* θ +r0*X0 和 i” = Cp*t+r0*Xt”整理得dQ = Ka(i”-i)dV+CntdL(1-6)设dL = 0 贝IjdQ = Ka(i”-i)dV(1-7)4.热平衡方程L*dt = Ka(i”_i)dV(1-8)分离变量的著名的麦克尔热力计算基本方程式Ka% = I2'^(1-9)4为权利要求1. ，测试步骤包括1.以现有的冷却特性方程N’=Αλ·"为基础，初步建立新的特性方程的模式为N° = ΑλΥ ΜΔνα^τ))、式中，λ为汽水比，q为淋水密度，kg/m2!!;、为进水温度，°C ； Δ t 为冷幅，°C;t2为出水温度，°C ;A为系数，m、o、p、a为指数；II.选定测试项目淋水填料的散热散质总系数Ka，kg/m3h;进水温度t1;V ；大气温度(干球和湿球温度)；淋水密度q，kg/m2h ；冷却塔运行区间对冷却特性影响，即环境效率系数 η = At/(t2-τ)；定义冷却特征数N’ = KaV/L，式中，V是填料体积m3，L是循环水量m3/s，根据麦克尔热力计算基本方程式，KaV/L= Π，后者称为蒸发特征数N ；III.选用正交设计试验表L9(34)(四因子三水平)，分别对汽水比λ、淋水密度q、进塔水温、、进塔湿球温度τ工进行测试；IV.分析得出影响冷却特性的因子主次顺序，采用多元回归方法求得冷却特性新方程。2.根据权利要求1所述的冷却塔特性的测试方法，其特征是，定义通风密度与淋水密度之比值为气水比λ，确认汽水比λ、大气温度(干球和湿球)的测量值及淋水密度系数 q、进水温度tl以及环境效率系数η与冷却塔冷却特性直接相关，相关因子主次顺序依次为λ—q —tl— η ；采用多元回归求得新方程为N0 = A * λ m * qn * tj * nc ； 式中N0——冷却特性；λ——气水比；q——淋水密度，kg/m2h ；tl——进水温度，V ；n——环境效率系数，η = At/(t2-x)0全文摘要本专利技术公开，测试步骤I.以冷却特性方程N’＝Aλm为基础，建立新特性方程模式为N0＝Aλmqot1p(Δt/(t2-τ))a；II.选定测试项目有淋水填料的散热散质总系数；进水温度；大气温度；淋水密度；冷却塔运行区间对冷却特性影响；III.选用正交试验表L9(34)，分别对汽水比λ、淋水密度q、进塔水温t1、进塔湿球温度τ1进行测试；IV.分析得出影响冷却特性的因子主次顺序，采用多元回归求得冷却特性新方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李麟添，
申请(专利权)人：上海金日冷却设备有限公司，
类型：发明
国别省市：