一种横流式冷却塔的设计方法
【专利摘要】本发明涉及横流式冷却塔的设计方法，包括步骤一：修正刘易斯关系式；步骤二：修正冷却塔的特性数；步骤三：计算区域空间网格化，根据步骤一、步骤二以及迭代计算获得最后网格的出水温度、出风状态参数；步骤四：利用公式和步骤三的计算结果，迭代计算获得出塔空气含湿量；步骤五：根据回流率公式和步骤三的计算结果，迭代计算获得出塔空气焓值；步骤六、利用步骤一至步骤五获得考虑刘易斯数和填料系数的横流式冷却塔的修正出水温度和修正进出塔空气状态参数。本设计方法充分考虑刘易斯数、填料系数修正和回流，计算精度很高，计算结果与实测结果相吻合，解决了以焓值为中间量而无法求解出进出塔温湿度的技术问题。
【专利说明】一种横流式冷却塔的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种考虑刘易斯数及填料系数偏差修正的横流式冷却塔的设计方法。
【背景技术】
[0002] 冷却塔是空调系统中一个重要的设备，其运行性能的好坏将对冷凝器的换热有直 接影响，从而对整个空调系统的运行效率产生影响。
[0003] 对于机械通风冷却塔，传统设计方法存在很大的局限性，传统设计方法的计算结 果与实测结果偏差很大。比如计算时都是以焓值作为计算中间变量，因此无法精确求解冷 却塔出风温度和湿度，通常都是假设出塔空气相对湿度为95%?100%，这就人为的造成 了误差。
[0004] 由于出塔空气相对湿度在偏离设计工况条件下，是不可能确保其相对湿度维持在 95%?100%，比如风量越大、进塔空气流量越大都会导致出风相对湿度的减少，而这些都 是分析冷却塔出风对周围热环境影响的关键；还有计算时常常用到刘易斯关系式，而此关 系式是在等焓加湿条件下推导出来的，对冷却塔的计算设计并不一定适用此关系式；塔运 行一段时间后，由于填料损坏和布水不均，引起填料系统偏离设计值；偏离后，塔的冷却效 果变差，冷却能力降低，要保证相同散热量时，只能加大风量和水流量，从而增加了塔的能 耗。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种考虑刘易斯数及填料系数偏 差修正的横流式冷却塔的设计方法，从而获得计算精度很高，计算结果与实测结果相吻合 的节能横流式冷却塔。
[0006] 为了达到上述目的，采用如下技术方案：
[0007] -种横流式冷却塔的设计方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤一、令刘易斯数Le为1，修正刘易斯关系式，SP
【权利要求】
1. 一种横流式冷却塔的设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、令刘易斯数Le为1，修正刘易斯关系式：
式中Le为刘易斯 数；〇为以含湿量计算的湿交换系数，单位为kg/(m2 ? s) ; a为显热换热系数，单位为kW/ (m2 ? °C ) ;cp为空气的定压比热容，单位为kX/(kg ? °C ); 步骤二、使用修正系数k2修正冷却塔的特性数N，即N = k2A入m，式中A为填料特性相 关系数;m为填料特性相关系数，为气水比； 步骤三、按照空气流向和水流向将计算区域空间网格化，根据修正的刘易斯关系式和 修正的冷却塔的特性数、
迭代计算获得水流向第一网格的出水温度， 空气流向第一网格的出风状态参数；将水流向第一网格的出水温度作为水流向第二网格的 进水温度，空气流向第一网格的出风状态参数作为空气流向第二网格的进风干球温度和进 风含湿量，计算出水流向第二网格的出水温度和空气流向第二网格的出风状态参数，如此 类推，最后获得水流向第M网格的出水温度、空气流向第N网格的出风状态参数，水流向第M 网格和水流向第M-I网格为相邻网格，空气流向第N网格和空气流向第N-I网格为相邻网 格，所述N、M均为不包括零的自然数；通过加权平均计算获得横流式冷却塔的出水温度、出 风状态参数； 步骤四、根据进出塔空气状态点和大气状态点在焓湿图上的同一条直线关系和步骤三 获得的出水温度、出风状态参数，
迭代计算获得横流式冷 却塔的出塔空气含湿量，其中hai为进塔空气焓值，单位为kj/kg ;haa为大气焓值，单位为 kj/kg ;ha。为出塔空气i：含值，单位为kj/kg ;dai为进塔空气含湿量，单位为kg/kgTSn ;daa为 大气含湿量，单位为kg/kgTSn ;da。为出塔空气含湿量，单位为kg/kgTS气；
和步骤三获得的出水温度、出风状态参数， 迭代计算获得横流式冷却塔的出塔空气焓值，其中&为回流率；hai为进塔空气焓值，单位 为kj/kg ;haa为大气焓值，单位为kj/kg ;ha。为出塔空气焓值，单位为kj/kg ; 步骤六、根据上述五个步骤，获得考虑刘易斯数和填料系数的横流式冷却塔的修正出 水温度和修正进出塔空气状态参数。
2. 根据权利要求1所述的横流式冷却塔的设计方法，其特征在于：所述修正进出塔空 气状态参数包括修正空气干球温度和修正空气相对湿度。
3. 根据权利要求1或2所述的横流式冷却塔的设计方法，其特征在于：所述出风状态 参数包括出风干球温度和出风含湿量。
【文档编号】G06F17/50GK104361148SQ201410555557
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】夏少丹, 马建荣, 吴疆, 罗定鑫, 冯腾飞, 蔡博达, 张瑞, 冯泽, 刘昶, 张波, 惠咏薇, 王绍兴, 邬燕芳, 吴滔, 唐艳英, 高俊霞, 赵成军, 刘金平, 刘雪峰, 陈星龙, 罗文海 申请人:广州市地下铁道总公司