冷卻塔平衡管尺寸計算方法

按照采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范的要求，當多臺敞開式的冷卻塔設(shè)計為并聯(lián)運行，而且在沒有集水箱的情況下，應(yīng)該讓并聯(lián)中的冷卻塔與水泵之間的管段的壓力損失大致相同，要達到這樣的效果，可以在并聯(lián)冷卻塔之間配置平衡管，或在各塔底部配置聯(lián)通水槽。并聯(lián)冷卻塔由于配置平衡管的辦法簡單易行，相比較在出水管增加電動蝶閥而言，其消耗的費用更少，因而在很多冷卻塔工程中被使用。但是采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范并未指出冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)該如何計算。在中國建筑工業(yè)出版社出版的簡明空調(diào)設(shè)計手冊中指出冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)與進水管尺寸相同，但是如何計算也沒有給出詳細的說法。所以本文主要是對平衡管尺寸的計算方法進行一些探討，為廣大同行做一個鋪墊。在實際的冷卻塔并聯(lián)運行中，當?shù)撞颗溆衅胶夤埽鏊懿辉O(shè)電動蝶閥，且有部分冷卻塔停止運行時，經(jīng)常會出現(xiàn)一臺冷卻塔持續(xù)補水，另外一臺冷卻塔溢漏。本文在研究冷卻塔平衡管尺寸計算公式的基礎(chǔ)上，也將會對此現(xiàn)象作出合理解釋。為簡便起見，本文只討論兩臺開式冷卻塔并聯(lián)運行的情況，計算模型示意圖如圖1。圖1開式冷卻塔并聯(lián)運行計算模型示意圖圖中，MV為電動蝶閥，在某一臺機組停止運行時，起關(guān)斷作用。BV為手動蝶閥，平時開啟，檢修時起關(guān)斷作用。CWP為冷卻水泵，WCC水冷機組。現(xiàn)在先假設(shè)冷卻塔1及其進水電動蝶閥關(guān)閉，冷卻塔2運行。由于冷卻塔2上部有水進入，而冷卻塔1和冷卻塔2同時出水，導致兩臺冷卻塔的水位發(fā)生變化，產(chǎn)生高度差，從而促使水從冷卻塔2經(jīng)平衡管c流入冷卻塔1，當達到動態(tài)平衡時，水位高度差為△h，即圖1所示狀態(tài)。而要想保證不發(fā)生溢漏現(xiàn)象，必須小于溢水管進水口所在水位與開始補水時的水位的高度差。而且該高度差△h也是平衡管c中水流流動的唯一動力。由流體力學基本理論可知，要計算平衡管c的尺寸，要先知道平衡管c需要承擔的流量。而當水流達到動態(tài)平衡時，管道a與平衡管c之間的流量必須相等。但由于精確計算管道a的流量比較困難，本文試從討論管道a和管道b流量的關(guān)系出發(fā)，來大致估算流經(jīng)管道a的流量。一、管道a與管道b流量的分析根據(jù)流體力學理論，假設(shè)在運行過程中，水為理想流體，且為定常流動。則根據(jù)伯努利方程，1-1斷面與3斷面之間的能量方程為:2-2斷面與3斷面之間的能量方程為:式中:Pa1、Pa2—水表面大氣壓力，Pa：ρ—水的密度，kgm3g—重力加速度，mS2；P3—3斷面處壓力，Pa；Va—管道a的流速，ms；λ—沿程阻力系數(shù)，無因次量；la—管道a的長度，m；da—管道a的直徑，m；ρξa—管道a的局部阻力系數(shù)和，無因次量；V′2—冷卻塔2集水盤表面水流速度，ms；Vb—管道b的流速，ms；lb—管道b的長度，m；db—管道b的直徑，m；ρξb—管道b的局部阻力系數(shù)和，無因次量在對各種冷卻塔樣本進行計算后，確知進水在經(jīng)過填料層流至集水盤上表面時，流速一般小于0101ms，故在式2中將含V′2的那一項略去。由于運行的冷卻塔風機的抽吸作用，Pa2會小于Pa1，在這里為了簡化計算，忽略該因素。將2-1可以得到△h=h2-h1，其最大值為溢水管進水口所在水位與開始補水時的水位的高度差。查閱樣本知其值大概在012m-014m之間。在如圖1所示的這種接管方式中，la=lb，da=db，ρξa=ρξb，從而：由式4可以判斷，Vb≥Va。而Vb-Va的值受尺寸、管長和水位高度差的影響。在進行大量實例計算后，發(fā)現(xiàn)尺寸和管長對速度差的影響很小，而水位高度差對速度差的影響則相當大。同時，當速度的大小不同時，速度差的變化也很大。速度越大，速度差越小。在常用的速度范圍內(nèi)1～215ms，速度變化率在25%～5%內(nèi)。由此可見，流經(jīng)管道b的流量總是大于流經(jīng)管道a的流量，其差額隨著具體的情況而有所不同。但若接管方式不同于圖1，則由于阻力系數(shù)的不相等，可能會出現(xiàn)不同于上述分析的現(xiàn)象。二、冷卻塔平衡管c的尺寸計算由以上計算可知，流經(jīng)平衡管c的流量總是小于進水管總流量的一半。假設(shè)進水管總流量為Q，若取Q2為平衡管需要承擔的流量，則可以認為計算出來的平衡管尺寸是比較安全的尺寸當然也可以先估算出管道a的流量，并以該流量為平衡管需要承擔的流量來計算平衡管尺寸。以Q2作為流經(jīng)平衡管的流量，來討論平衡管的尺寸。同樣利用伯努利方程:式中:lc—平衡管長度，m；dc—平衡管直徑，m；Vc—平衡管中水流速度，ms；ρξc—平衡管c的局部阻力系數(shù)和，無因次量同樣忽略Pa1與Pa2差值的影響，并將含V′2的那一項忽略不計，則由5式可推出又由流量計算公式Q=A×V知:由7式有:將8式代入6式并整理有:式9即為計算平衡管尺寸的公式。再將9式寫成函數(shù)的形式:然后求fd=0的解即可。而該方程可用牛頓迭代法解，即:在確定其他參數(shù)的值以后，以某初始值d0代入10式進行迭代計算，即可求解。三、冷卻塔平衡管的計算實例某實際工程選用兩臺流量為250m3h的冷卻塔，設(shè)計出水管尺寸為200mm。各參數(shù)取值如下:λ=01037，ρ彎頭=1，ρ進口=019，ρ彎頭=019，ρ蝶閥=015，平衡管計算流量取125m3h。△h分別取012m，013m，014m進行模擬計算，結(jié)果如表1。表1模擬計算結(jié)果觀察表1的計算結(jié)果就會發(fā)現(xiàn)，在流量固定時，△h對冷卻塔平衡管尺寸的影響不可忽視。而從樣本查閱，不同的塔的△h值并不完全相同，這就告訴我們設(shè)計人員，在為冷卻塔選用平衡管時，不能簡單的將主管道的尺寸作為平衡管的尺寸，而應(yīng)該要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行詳細的計算。如果在實際的冷卻塔工程中發(fā)現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，我們可以依據(jù)此計算公式對其進行分析，就會知道引起溢漏的原因大致如下:1尺寸選擇過小，流通能力有限。2管道中有污物堵塞，或者碟閥損壞而不能全開，導致阻力系數(shù)變大，減小流通能力。3并聯(lián)出水干管的阻力本身就不平衡，導致管道a承擔的流量大于管道b承擔的流量，即使平衡管承擔的流量大于總流量的一半。四、結(jié)論本文對敞開式冷卻塔并聯(lián)運行時平衡管尺寸的定位進行了理論推導，并得到了相應(yīng)的計算公式。研究表明，水位高度差對平衡管尺寸具有不可忽視的影響，建議設(shè)計師在計算時，應(yīng)該結(jié)合實際工況來進行計算。---------更多技術(shù)性文章，盡在冷卻塔官網(wǎng)。

從遙控到自控海爾中央空調(diào)業(yè)內(nèi)初次完成全系觸網(wǎng)

保定中心空調(diào)、保定中心空調(diào)裝置親近關(guān)注：海爾中心空調(diào)已將將來物聯(lián)網(wǎng)國際成為實際。這一將來國際不僅僅是經(jīng)過操控軟件進行人與智能設(shè)備的遙控交互，而是智能設(shè)備進行主動調(diào)理，擺脫了人腦”操控，愈加具有智能和前瞻性。作為全球首家全系列商品完成智能化且接入大數(shù)據(jù)云渠道的生產(chǎn)商，海爾中心空調(diào)推出的智能開發(fā)渠道，也以三大優(yōu)勢，將用戶體會表現(xiàn)到了極致：第一是使用智能云習慣，讓中心空調(diào)具有自立考慮”能力；第二是具有智能睡覺功用，供給舒適睡覺處理計劃；第三是手機、PAD智能終端互動，可完成網(wǎng)絡(luò)遠程操控；一起具有語音遙控交互，能夠完成用戶與商品與效勞團隊的實時交流。據(jù)海爾研制人員介紹，渠道能實時對設(shè)備智能化體檢”，保證中心空調(diào)設(shè)備無故障工作，處理用戶設(shè)備保護的痛點”。一起，也能夠使用大數(shù)據(jù)專業(yè)分析供給私家定制的節(jié)能計劃測試報告顯現(xiàn)，定制計劃能節(jié)能約30%以上。