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1、冷却塔冷却效率评价方法(1)利用图形法和EXCEL电子表格编程，对冷却塔冷却效率作出简单直观的判断，既 方便又准确,大大简化了计算程序。关键词：冷却塔 冷却效率 电子表格编程1 前言冷却塔的热力计算相当复杂，手算程序尤其繁琐，并且还涉及到查表，而目前 市场上虽然有一些商业性的软件，但大部分是针对小型玻璃钢冷却塔设计的， 对于大型的工业冷却塔而言，计算起来误差较大，并且使用起来不方便，图形 法分析能省去计算，但存在只能定性分析而不能定量分析等缺陷，考虑到焓差 法计算是冷却塔热力计算的基础理论，结合冷却塔工艺热平衡图，笔者采用 EXCEL电子表格设计了热力计算程序，只需具备EXCEL编辑公式的能力
2、就可直 接操作，操作简单，方便实用。非常适合于从事冷却塔设计和运行管理的工程 技术人员使用。2 理论分析.Q：冷却水量，m3/hB :容积散质系数，kg/m3h xvk: 蒸发水量散热系数i,i”空气焓值，饱和焓值，kJ/kgCw:水的比热，kJ/kgC式(1)中右边表示冷却塔的冷却任务的大小，称冷却数或交换数。与设计的进出 水水温、温差以及大气气象条件决定的 ， 左边为选定的淋水填料所具有的冷却 能力，称冷却特性数，与选择填料的热力性能和气水比有关，对于给定的冷却任 务而言， 可以选择适当的填料以及填料体积来满足冷却任务。(1)式右边可用 1 所示的冷却塔工艺热平衡形象地表述水与空气之间的关
3、系及焓差推动力。图 1: 冷却塔工艺热平衡 图1中AB线为饱和焓曲线，与进出水温度t和t有关，CD线为空气操作线，C 点对应为进塔空气焓， D 点对应为出塔空气焓， CD 线与取决于大气条件、气水 比入以及温差。其中，t为平均温度，。m3 评价结合图 1 的原理，利用 EXCEL 编程计算冷却效率，可以简化查表步骤，既方便 又快捷。图 6 ：冷却塔冷却数计算表格的表头制作首先设计如图6所示的表头，图中BH项为设计者直接填入数值,1X项为计 算机自动显示值处， 下面分步介绍自动计算表格的设计。1) .饱和水蒸汽压力的计算计算饱和水蒸汽压力式中T=273 0 (0为空气温度。C)Pq =98.06
4、5 X10e (kpa)则相当于湿球温度T的水蒸气压力编写方法是用鼠标单击K6处，然后在如图 所示的编辑输入=98.065*10八(0.014196-3.142305*(1000/(273 D6)- 1000/373.16) 8.2*Lg(373.16/(273 D6)-0.0024804*(373.16-(273 D6), 输 完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此 时相当于湿球温度T水蒸气压力公式编辑完毕。同理，相当于干球温度0的 水蒸气压力编写方法是用鼠标单击 L6 处，将上式中的 D6 改为 E6 即可。2) . 相对湿度的计算相对湿度可按进行计算，
5、则相对湿度的编写方法是用鼠标单击 M6 处，然后在如图所示的编辑栏输入= (K6-0.0006628*F6*(E6-D6) /L6, 输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕 弹出对话框，再单击“Ent er ”键，此时相对湿度的公式编辑完毕。3) 湿空气容重的计算湿空气容重可按 进行计算， 则湿空气容重编写方法是用鼠标单击N6处，然后在如图所示的编辑栏输入二 (F6-M6*L6)/0.287/(273 E6) M6*L6/0.4615/(273 E6)，输完之后单击编辑栏右 侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键，此时湿空气容重公式编 辑完毕。4) 气水比的计算气水比按进行计算，
6、则气水比编写方法是用鼠标单击O6处，然后在如图所示的编辑栏输入二N6*H6/1000/G6,输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框，再单 击“Enter”键，此时气水比公式编辑完毕。5) 饱和空气焓的计算为方便统一的公式编辑，同时省去查表的步骤，可引入内田秀雄1给出饱和焓 与温度的关系式：，即图中的AB线，此关系式在2040C误差仅为1%,因此t 对应的饱和空气焓的编写方法是鼠标单击P6处，然后在如图所示的编辑栏输入 =8.265-0.24*B6 0.0254*B62,输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹 出对话框，再单击“Enter”键，此时t1对应的饱和焓公式编辑完毕。、t
7、对应的饱和焓编写方法同对应的饱和空气焓的编写方法，将上式中的B6改 为 C6、 J6 即可。6) 进出塔空气焓值的计算由图1可以看出进塔空气焓可近似等于湿球温度t对应的饱和空气焓，因此 编写方法同t对应的饱和焓，只是将上式中的B6改为D6。空气操作线CD 上任1 意一点可用求出。因此i编写方法是鼠标单击T6处，然后在如图所示的编辑2栏输入=S6 I6/O6，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框， 再单击“Enter”键，i编写方法是鼠标单击u6处，然后在如图所示的编辑栏 m输入= (S6 t6)/2。7) 逆流塔冷却数的计算考虑到计算精度，逆流塔冷却数的计算积分采用辛普逊(Simp
8、son)二段公式作 简化计算：摘利用图形法和EXCEL电子表格编程，对冷却塔冷却效率作出简单直观的判断, 既方便又准确， 大大简化了计算程本篇论文是由 3COME 文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站 的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否 者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。则Q编写方法是鼠标单击V6处，然后在如图所示的编辑栏输入二16/6*( 1/(P6-T6) 4/(R6-U6) 1/(Q6-S6)，输完之后单击编辑栏右侧的等于 号，待屏幕弹出对话框，再单击“Enter”键。8) 横流塔冷却数的计算先按求逆流塔冷却数的方法求出Q n,
9、再除以修正系数F。0F的编写方法是鼠标单击W6处，然后在如图所示的编辑栏输入二1-0.106*(1- (Q6-T6)/(P6-S6)厂3.5，输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话 框，再单击“Enter”键。Q的编写方法是鼠标单击X6处，然后在如图所示的 H编辑栏输入二V6/W6,输完之后单击编辑栏右侧的等于号，待屏幕弹出对话框， 再单击“Ent er ”键。此时整个计算程序编写完毕。用此程序校验手算值(上海 科学技术出版社1981年出版的冷却塔及中国建筑出版社1986年出版的 给水排水设计手册第4册书中的例题(见表1)。表 1：手算和电算结果对照表塔型逆流塔(2)参数气水比A0.5
10、0.60.91.0进塔温度（C）40.2440.2440.2445出塔温度（C）32323235干球温度（C）25.725.725.724干球温度（C）22.822.822.830大气压力（ Kpa）99.65899.65899.65899.293结果手算冷却Q1.0240.8610.6920.613电算冷却Q0.970.820.680.63差值（%）5.56%5%1.76%2.7%从表1可以看出手算和电算值结果相差不大（1.76%5.56%）,因此米用此程序 可信度较高。下面结合某横流塔几种不同的测试工况，利用此EXCEL程序对其判断（见图 7）。表 2：某大型横流塔设计及测试情况项目设计条
11、件测试工况 1测试工况 2测试工况 3水量（ m3本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。/h）3300352035203150干球温度（C）32.336.231.4湿球温度（C）2829.126.0526.27进水温度（C）4337.439.1739.14出水温度（C）3331.833.1632.11风量（ m3/h）243000246000242000253000大气压力（Kpa）99.96100.9101.4299.96图 7 ：某横流塔冷却数
12、计算结果值将测试的三个工况的BF项直接填入表格中，然后用鼠标单击16处，按住鼠标, 按住鼠标左键不放，将鼠标拖至X6处，将鼠标移至X6右下角，待光标变成小“ ”时，按住鼠标左键不放，将鼠标移至第9行，就可完成复制工作，在7、8、9 行处计算机可以自动显示数值，测试工况 1 冷却数计算值大于设计值，填料的 容积散质系数比设计值大,能满足冷却任务,而测试工况 2、3均低于设计值（工 况2 是在该冷却塔运行六年后进行测试的，工况 3 是该冷却塔在更换填料后进 行测试的），尤其是运行六年后，填料的容积散质系数下降幅度较大，已不能满 足冷却任务的需。而改造后也未达到设计任务的求，因此还存在着改造的缺 陷
13、。单纯从冷却数的大小不容易看出冷却效率降低多少，可以将不同工况下的 冷却数修正到设计条件下，求出出水温度或水量。具体操作步骤见图 8、图 9。图 8 ：修正至设计条件下出水水温校核图将设计条件下的工况复制至第 10行处，然后保持水量不变，将出水温度空出， 再在空栏处填入出水温度，直至填入的温度满足测试工况条件下的冷却数值。 由图可以看出，修正到设计条件下，出水图 9 ：修正至设计条件下出水水温值水温为32.5C时，满足求，因此该塔的冷却效率为（43-32.5） / （43-33）X100%=105%，同理可将工况2、3修正到设计条件下得到出水温度为33.9C和33.2C，因此冷却塔效率分别为91%和98%。
