一种新的密闭型湿式冷却塔的数学模型研究_周文渊

一种新的密闭型湿式冷却塔的数学模型研究周文渊1，金深洋1，郑小华2，金惠珍1（1．浙江联丰股份有限公司，浙江上虞312300；2.浙江杭特容器有限公司，浙江上虞312300）在传统密闭型湿式冷却塔中，冷却塔换热器铜管内的冷却水与管外喷淋水进行换热，喷淋水与空气进行传热传质，部分喷淋水蒸发进入空气。与开式冷却塔相比，密闭型冷却塔的主要优点在于冷却水没有与外界空气接触，因此比较洁净；而缺点主要是在相同的冷却负荷下，为了强化空气与喷淋水的传热传质，密闭型冷却塔所需换热器面积比较大，导致密闭型冷却塔尺寸比较大、造价比较高。为了解决这一存在的问题，本文提出了一种新结构的闭式冷却塔。新型闭式冷却塔中减少了铜管数量，并创新性地加入一定数量的塑料管作为喷淋水－空气传热传质界面。冷却水在铜管内部流动，并与铜管外的喷淋水进行换热，喷淋水则同时在铜管和塑料管外表面与空气进行热质交换。与传统的闭式冷却塔相比，新型闭式冷却塔在相同的冷却负荷条件下，新型闭式冷却塔中的铜管数量可以减少摘要：为了保证喷淋水和空气的传质面积，在传统的密闭型湿式冷却塔中需要增加冷却水和喷淋水的换热面积，使其满足传质面积的要求，从而导致了密闭型湿式冷却塔的造价比较高。本研究提出了一种新型结构的密闭型湿式冷却塔，冷却水与喷淋水通过铜管换热，且在冷却塔中布置塑料管增加空气和喷淋水的传质面积，喷淋水和空气在铜管和塑料管表面进行热质交换，因此冷却水和喷淋水的传热面积与喷淋水和空气的传质面积不相等。并且基于一维瞬态数学模型，考察了该冷却塔在不同运行条件下的性能，并与传统闭式冷却塔进行比较，得到了关于这种新的密闭型湿式冷却塔的可行性的结论。关键词：冷却塔；传热；传质；瞬态中图分类号：TU991.42文献标识码：A文章编号：%1009－2455（2011）05－0061－05Astudyonmathematicalmodelofanovelclosed-wetcoolingtowerZHOUWen-yuan1，JINShen-yang1，ZHENGXiao-hua2，JINHui-zhen1（1.ZhejiangLianfengCo.,Ltd.,Shangyu312300,China;2.ZhejiangHangteContainerCo.,Ltd.,Shangyu312300,China）Abstract：Inordertomeetthedemandofmasstransferareabetweenspraywaterandairflow,heattransferareabetweencoolingwaterandspraywatershouldbeenlargedinconventionalclosed-wetcoolingtowers,andasaresult,thecostofaclosed-wetcoolingtoweristypicallyhigh.Anovelclosed-wetcoolingtowerwasproposed.Inthesaidcoolingtower,coolingwaterreleasedheattospraywaterthroughcoppertubes,whileplastictubeswerealsoarrangedtoincreasethemasstransferareabetweenspraywaterandairflow;then,heatandmasstransferbetweenspraywaterandairflowhappenedoutsidethecoppertubesandtheplastictubes,therefore,theheattransferareabetweencoolingwaterandspraywaterwasdifferentfromthemasstransferareabetweenspraywaterandairflow.Basedonaone-dimensionaltransientmathematicalmodel,theperformanceofthenovelcoolingtowerunderdifferentworkingconditionswasinvestigated,andalsocomparedwiththatoftheconventionalcoolingtowers.Theconclusiononthefeasibilityoftheapplicationofthenovelclosed-wetcoolingtowerwasfinallydrawn.Keywords：coolingtower;heattransfer;masstransfer;transient收稿日期：2011-07-0