水的冷却技术学习教案.pptx
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1、会计学 1水的冷却(lngqu)技术第一页,共66 页。2023/5/262第 2 页/共 66 页第二页,共66 页。2023/5/26 3二、冷却水系统 用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常有三种:(一)直流式冷却水系统 冷却水仅仅通过换热设备(shbi)一次,用过后的水就被排放掉。优点:水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变,不需要其他冷却水处理构筑物,投资少、操作简便。缺点:冷却水的用量大,水费高。第 3 页/共 66 页第三页,共66 页。2023/5/264冷水(lngshu)废热水(r shu)第 4 页/共 66 页第四页,共66 页。2023/5/26 5(
2、二)循环冷却水系统 1.封闭式循环冷却水系统 冷却水收回利用,循环不已,因此,水量损失很少。水中各种矿物质和离子含量一般不发生变化,而水的再冷却是在另一台换热设备中用其他冷却介质(jizh)来进行冷却的。一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。第 5 页/共 66 页第五页,共66 页。2023/5/266冷水(lngshu)热水(r shu)第 6 页/共 66 页第六页,共66 页。2023/5/26 7 2.敞开式循环冷却水系统 冷却水循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的。水中各种(zhn)矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。敞开式循环冷却水系统可以节约大量的冷却水,且排放污
3、水的总量也相应减少。第 7 页/共 66 页第七页,共66 页。2023/5/268冷水(lngshu)热水(r shu)第 8 页/共 66 页第八页,共66 页。2023/5/269第 9 页/共 66 页第九页,共66 页。2023/5/26 10(三)混合式冷却水系统 冷却水部分(b fen)循环再用而部分(b fen)直流,其优缺点介于循环式和直流式冷水系统之间。第 10 页/共 66 页第十页,共66 页。2023/5/26 1 1三、冷却构筑物的类型 三、冷却构筑物的类型在冷水系统中,用于降低水温的设备称为冷却构筑物。冷 在冷水系统中,用于降低水温的设备称为冷却构筑物。冷却构筑物
4、型式很多,大体 却构筑物型式很多,大体(dt(dt)分为以下三大类:水面冷 分为以下三大类:水面冷却池;喷水冷却池;冷却塔。在这三类冷却构筑物中,冷 却池;喷水冷却池;冷却塔。在这三类冷却构筑物中,冷却塔形式最多,构造最复杂。却塔形式最多,构造最复杂。第 1 1 页/共 66 页第十一页,共66 页。2023/5/26 12(一 一)水面 水面(shu(shu min)min)冷却池 冷却池水面冷却的概念:利用水体的自然水面,向大气中散质、散热进行冷却的一种(y zh n)方式。水体水面的分类:水面面积有限的水体,包括水深小于3m 的浅水冷却池和水深大于4m 的深水冷却池。水面面积很大的水体和
5、水面面积相对于冷却水量很大的水体,如河道、大型湖泊和海湾等。第 12 页/共 66 页第十二页,共66 页。2023/5/26 13 在冷却池中,高温水(水温t1)由排水口排入湖内,在缓慢流向下游取水口(水温t2)的过程中,由于水面和空气接触,借自然对流蒸发作用,使水冷却。湖中的水分三个区:主流区;回流区;死水区。冷却效果以主流区最佳,死水区最差,因此,扩大主流区,减小回流区,消灭(xiomi)死水区可以提高冷却效果。第 13 页/共 66 页第十三页,共66 页。2023/5/26 14 在冷却池中,水面的综合散热系数是蒸发、对流和水面辐射3 种水面散热系数的综合,是计算水面冷却能力的基本参
6、数,指在单位时间内、水面温度变化1 时,水体通过单位表面散失(snsh)的热量变化量以W/m2.表示。一般需要通过试验确定。在近似估算冷却池表面积时可参考水力负荷为0.01-0.1m3/m2.h 求定所需表面积。第 14 页/共 66 页第十四页,共66 页。2023/5/26 15(二)喷水池 二)喷水池 喷水冷却池是利用 喷水冷却池是利用(lyng)(lyng)喷嘴喷水进行冷却的敞开式水池。喷嘴喷水进行冷却的敞开式水池。组成:组成:1 1)配水管及喷嘴;)配水管及喷嘴;2 2)集水池和溢流井)集水池和溢流井 工艺过程及示意如下图所示 工艺过程及示意如下图所示第 15 页/共 66 页第十五
7、页,共66 页。2023/5/26 16 喷水冷却池工作原理:压力水经喷嘴向上喷出,喷散成均匀散 喷水冷却池工作原理:压力水经喷嘴向上喷出,喷散成均匀散开的小水滴,使水和空气的接触面积增大;同时使小水滴在以高 开的小水滴,使水和空气的接触面积增大;同时使小水滴在以高速向上喷射而后又降落的过程中,有足够的时间与周围空气接触,速向上喷射而后又降落的过程中,有足够的时间与周围空气接触,改善了蒸发与传导的散热条件。改善了蒸发与传导的散热条件。影响喷水池冷却效果的因素 影响喷水池冷却效果的因素(yn s)(yn s)是:喷嘴形式和布置方式、是:喷嘴形式和布置方式、水压、风速、风向、气象条件等。水压、风速
8、、风向、气象条件等。第 16 页/共 66 页第十六页,共66 页。2023/5/26 17第 17 页/共 66 页第十七页,共66 页。2023/5/26 18(三)冷却塔(三)冷却塔 按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合 按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。通风冷却塔。按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流(交流 按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流(交流)式冷却塔、混流式冷却塔。)式冷却塔、混流式冷却塔。按循环供水系统中的循环水与空气是否直接接触,冷却 按循环供水系统中的循环水与空气是否直接接触,冷却塔可分为 塔可分为(fn wi)
9、(fn wi):敞开式(湿式);:敞开式(湿式);密闭式(干式);密闭式(干式);混 混合式(干湿式)。合式(干湿式)。1.1.湿式冷却塔:指热水和空气直接接触、传热和传质同时 湿式冷却塔:指热水和空气直接接触、传热和传质同时进行的敞开式供水系统(见下图)。湿式冷却塔种类最多,应 进行的敞开式供水系统(见下图)。湿式冷却塔种类最多,应用最广泛,分类见下图。用最广泛,分类见下图。第 18 页/共 66 页第十八页,共66 页。2023/5/26 19几种 几种(j(j zh zh n n)类型的 类型的湿式冷却塔 湿式冷却塔自然通风横流(hn li)式冷却塔自然通风逆流(nli)式冷却塔抽风横流
10、式冷却塔鼓风逆流式冷却塔第 19 页/共 66 页第十九页,共66 页。2023/5/26 20第 20 页/共 66 页第二十页,共66 页。2023/5/26 21 2.干式冷却塔:水和空气不直接接触,冷却介质为空气,冷却是在空气冷却器中实现的,所以只是单纯(dnchn)传热。第 21 页/共 66 页第二十一页,共66 页。2023/5/26 223.干湿式冷却塔:热水和空气进行干式(n sh)冷却后再进行湿式冷却的构筑物第 22 页/共 66 页第二十二页,共66 页。2023/5/26 236.2 6.2 冷却塔的工艺 冷却塔的工艺(gngy)(gngy)构造 构造一、冷却塔的组成部
11、分及工作过程 冷却塔的主要(zhyo)装置有:热水分配装置(淋水填料、配水系)、通风及空气分配装置(通风设备、通风筒、空气分配装置)和其它装置(除水器、集水池)。1、淋水填料:将需要冷却的水多次溅散成水滴或形成水膜,以增加水和空气的接触面积和时间,促进水和空气的热交换。水的冷却主要(zhyo)在淋水填料上进行。2、配水系统:将热水均匀分布到整个淋水填料上,热水分布均匀与否,对冷却效果影响很大。如果水量分配不均匀,不仅直接降低冷却效果,也会造成部分冷却水滴飞溅而飘逸到塔外。第 23 页/共 66 页第二十三页,共66 页。2023/5/26 243、通风设备:机械通风冷却塔中利用(lyng)通风
12、机产生预计的空气流量,以保证要求的冷却效果。4、空气分配装置:利用(lyng)进风口、百叶窗和导风板等装置,引导空气均匀分布于冷却塔整个截面上。5、通风筒:其作用是创造良好的空气动力条件,减少通风阻力,并将排出冷却塔的湿热空气送往高空减少湿热空气回流。6、除水器:将排出湿热空气中所携带的水滴与空气分离,减少逸出水量损失和对周围环境的影响。7、集水池:设于冷却塔下部,汇集淋水填料落下的冷却水,并兼有水量调节功能。第 24 页/共 66 页第二十四页,共66 页。2023/5/26 25(一 一)抽风式逆流 抽风式逆流(nli)(nli)冷却 冷却塔 塔工作过程:水、气 工作过程:水、气第 25
13、页/共 66 页第二十五页,共66 页。2023/5/26 26(二)抽风式横流冷却塔 抽风式横流冷却塔工艺构造如图所示,热水从上部经配水系统1 洒下,冷空气由侧面经进风百叶窗2 水平(shupng)流入塔内,水和空气的流动方向互相垂直,在淋水填料3 中进行传热和传质过程,冷水则流到下部集水池中,而湿热空气经除水器4 流到中部空间,再由顶部风机抽出塔外。第 26 页/共 66 页第二十六页,共66 页。2023/5/26 27(二)抽风式横流冷却塔(二)抽风式横流冷却塔工作 工作(gngzu)(gngzu)过程:水、过程:水、气 气第 27 页/共 66 页第二十七页,共66 页。2023/5
14、/26 28二、淋水填料(一)淋水填料的作用(二)淋水填料的形式和其应满足的基本要求 淋水填料的形式有点滴式、薄膜式和点滴薄膜式三种,无论那种形式,都应满足以下基本要求:1.具有(jyu)较高的冷却能力,即水和空气的接触面积较大、接触时间较长;2.亲水性强,容易被水湿润和附着;3.通风阻力小以节省动力;4.材料易得又加工方便的结构形式;5.价廉、施工维修方便;且质轻耐久。第 28 页/共 66 页第二十八页,共66 页。2023/5/26 29(三)点滴式淋水填料 主要依靠水在填料上溅落过程中形成的小水滴进行散热。在板条中,大水滴掉到下层板条上被溅散成许多小水滴进行表面(biomin)散热。点
15、滴式淋水填料散热方式中,以水滴散热为主,约占总散热量的65-70%,水膜散热占25-30%。因此,设法增多小水滴以增加散热面,是提高点滴式淋水装置冷却效果的主要途径。第 29 页/共 66 页第二十九页,共66 页。2023/5/26 30弧形(h xn)板条十字形板条三角形板条1、板形和排列常见的点滴式淋水填料中板条断面形状分:三角形、矩形(jxng)、弧形、十字形等。排列方式有:倾斜式和棋盘式。第 30 页/共 66 页第三十页,共66 页。2023/5/26 312 2、构造尺寸、构造尺寸常用点滴 常用点滴(dind)(dind)式淋水填料的构造尺寸如表 式淋水填料的构造尺寸如表3、点滴
16、式淋水填料的层数和高度 机械通风冷却塔为1333层,开放点滴式冷却塔为1023层。逆流(nli)式机械通风冷却塔淋水填料高度一般为68m。第 31 页/共 66 页第三十一页,共66 页。2023/5/26 32(四)薄膜式淋水填料(四)薄膜式淋水填料1 1、工作特点:利用间隔很小的格网,或凸凹倾斜的交错板,、工作特点:利用间隔很小的格网,或凸凹倾斜的交错板,或弯曲波纹板所组成的多层空心体,使水沿着其表面自上而 或弯曲波纹板所组成的多层空心体,使水沿着其表面自上而下形成薄膜状的缓慢水流,有些沿水流方向还刻有阶梯型横 下形成薄膜状的缓慢水流,有些沿水流方向还刻有阶梯型横向微细印痕,从而具有较大的
17、接触面积和较长的接触时间。向微细印痕,从而具有较大的接触面积和较长的接触时间。冷空气经多层空心体间的空隙 冷空气经多层空心体间的空隙(kngx)(kngx)自下向上或从侧面流 自下向上或从侧面流动与水膜相接触,吸收水所散发的热量。动与水膜相接触,吸收水所散发的热量。第 32 页/共 66 页第三十二页,共66 页。2023/5/26 332 2、薄膜式淋水填料的散热方式、薄膜式淋水填料的散热方式 表面水膜散热,约占 表面水膜散热,约占70%70%;板隙中的水滴表面散热,占 板隙中的水滴表面散热,占20%20%;水从上层流 水从上层流(cn li)(cn li)到下层溅散而成的水 到下层溅散而成
18、的水滴散热,占 滴散热,占10%10%。第 33 页/共 66 页第三十三页,共66 页。2023/5/26 343、影响薄膜式淋水填料散热效果的主要因素 膜板规格 布置方式 4、理想薄膜式淋水填料的特点:厚度薄、材质轻且能满足结构强度的要求;孔隙较小,比表面积大,但阻力(zl)又不大。5、薄膜式淋水填料的类型 这类淋水填料中应用较多的是平膜板式和凹凸形模板式。平膜板式:有木板条拼接的小间距平板淋水填料和钢丝网水泥平板式淋水填料。凹凸形模板式:利用凹凸不平的模板表面,延缓水流下降速度,并有助于水膜的破碎和重分配。常见的有:斜波交错;梯形斜波;塑料折波、点波等。第 34 页/共 66 页第三十四
19、页,共66 页。2023/5/26 35斜波交错(jiocu)淋水填料第 35 页/共 66 页第三十五页,共66 页。2023/5/26 36梯形(txng)斜波淋水填料第 36 页/共 66 页第三十六页,共66 页。2023/5/26 37塑料(slio)折波形淋水填料第 37 页/共 66 页第三十七页,共66 页。2023/5/26 38(五)点滴薄膜式淋水填料1、类型:陶瓷格网、塑料格网板、水泥网格板和蜂窝填料。1)水泥网格板:强度高,使用寿命长、散热性能较好;制作效率低,现场制作;适用于较浑浊的循环水系统。2)塑料格网板:用聚丙烯材料高压压注而成。重量轻、安装方便、耐腐蚀性好。3
20、)陶瓷格网:散热性能良好,耐热性能和热稳定性强,使用寿命长,耐腐蚀性。4)蜂窝淋水填料:用玻璃钢或塑料制成。散热表面积大,重量轻,通风阻力不大。仅适用于逆流冷却塔。2、工作特点(tdin):兼具薄膜式和点滴式淋水填料冷却的特点(tdin)。第 38 页/共 66 页第三十八页,共66 页。2023/5/26 39水泥(shun)格网淋水填料第 39 页/共 66 页第三十九页,共66 页。2023/5/26 40蜂窝(fngw)淋水填料第 40 页/共 66 页第四十页,共66 页。2023/5/26 41(六)淋水填料(tinlio)的选择大、中型逆流式自然或机械(jxi)通风塔中:60o大
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