淋水填料

冷卻塔點(diǎn)滴式淋水填料點(diǎn)滴式淋水填料主要依靠水在濺落過(guò)程中形成的小水滴進(jìn)行散熱。在板條中，大水滴自上至下地不斷掉到下層板條上被濺散成許多細(xì)小水滴而進(jìn)行水面散熱，得到冷卻。在三角形板條作為淋水填料中，熱水主要依靠以下三部分面積進(jìn)行散熱：水在環(huán)繞板條流動(dòng)形成的水膜表面散熱、在板條下部下降的大水滴表面散熱、大水滴掉到板條上濺散成小水滴表面散熱水滴小，表面積大，散熱效果好，其過(guò)程如圖3-9所示。點(diǎn)滴式淋水填料散熱效果與淋水填料中板條的斷面形狀、板條間距、上下層板條的垂直間距、水力負(fù)荷、空氣流速等有關(guān)。1、板形與排列1常用板條形有三角形、矩形、弧形、十字形、M形、Ω形等。2常用排列形式有傾斜式、棋盤(pán)式等，見(jiàn)圖3-10所示。三角形板條的寬面大多朝上排列，這種布置雖然固定不太方便，但有利于水滴的濺散，在逆流式冷卻塔中可以減少通風(fēng)阻力，因此應(yīng)用范圍廣泛。矩形板條如果寬面呈水平布置，則水滴的濺散效果較好，但在逆流式冷卻塔中，水平矩形板條會(huì)減少氣流通道的面積，從而增加通風(fēng)阻力。把矩形板條呈傾斜布置傾角一般為45°，也有采用60°，既可減少通風(fēng)阻力又可利用傾角起導(dǎo)風(fēng)作用。2、構(gòu)造尺寸1常用點(diǎn)滴式淋水填料的構(gòu)造尺寸見(jiàn)表3-1。2點(diǎn)滴式淋水填料基本上均應(yīng)用于大塔中，因此層數(shù)越多，高度較高。其層數(shù)和高度為：機(jī)械通風(fēng)冷卻塔為13～33層；開(kāi)放點(diǎn)滴式冷卻塔為10～23層。逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔淋水填料高度一般為6～8m。350mm板寬的窄板濺水條件好，阻力較小，是點(diǎn)滴式淋水填料常用板寬尺寸。在橫流塔中一般采用水平放置形式，逆流塔中板條可以水平或傾斜傾角α一般為60°布置，傾斜布置可增大板條正反面水膜面積，有利于水的冷卻。板條垂直距離的增大可使小水滴數(shù)目增多。3、材料板條材料有木材、竹片、鋼絲網(wǎng)或鋼筋、水泥板、塑料板等。1鋼絲網(wǎng)或鋼筋水泥板條：經(jīng)久耐用，但制作要求高，鋼筋平直不露筋，有一定保護(hù)厚度。現(xiàn)有鋼絲網(wǎng)或鋼筋水泥單塊板條或組合整塊式鋼筋水泥板條，如圖3-11所示。此種板條如出現(xiàn)裂縫水分滲入后，易加速鋼筋銹蝕。2塑料板條：大都用硬聚氯乙烯制作成十字架或T字形板條，多用于中小型冷卻塔。用硬聚氯乙烯制作的弧形板條，可用于較大的冷卻塔，塑料板條耐腐蝕性能優(yōu)良。3木質(zhì)淋水板條：表面不必拋光，以利形成水膜。木板條要用煤酚雜油進(jìn)行防腐處理。最好用無(wú)釘開(kāi)孔結(jié)構(gòu)組合，亦可用鍍鋅鐵釘或竹釘企口結(jié)合。4竹制板條：選用生長(zhǎng)多年的毛竹或淡竹、苦竹，以毛竹強(qiáng)度大，加工前要風(fēng)干，板條加工后用煤酚雜油進(jìn)行防腐處理。組裝竹片先鉆孔再釘，竹青面朝上。宜盡量采用塑料板、鋼絲網(wǎng)或鋼筋水泥板，少用或不用木材。冷卻塔薄膜式淋水填料為提高水的冷卻效果，對(duì)薄膜式淋水填料研究較多，一度進(jìn)展較快，取得較顯著的成績(jī)，如斜波交錯(cuò)填料，從20世紀(jì)80年代就被廣泛地在逆、橫塔中使用，至今方興未艾。在薄膜式淋水填料中，熱水以水膜狀態(tài)流動(dòng)，增加了水與空氣的接觸表面積，從而提高了熱交換能力。薄膜式淋水填料的散熱由三個(gè)部分組成：水膜表面散熱，約占70%；格網(wǎng)間隙中的水滴表面散熱，約占20%；水由上層流到下層濺散成水滴散熱，約占10%。因此提高水膜表面積是增強(qiáng)水冷卻的主要途徑。薄膜式淋水填料可分為平膜板式、波形膜板式、網(wǎng)格形膜板式、凸凹形膜板式等。是目前使用較多的淋水填料，在機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)冷卻塔中被廣泛采用。1、平膜板式淋水填料常用的有木板條拼接的小間距平板淋水填料圖3-12所示，用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿制作成的鋼絲網(wǎng)水泥平板式淋水填料圖3-13所示，板厚約8～12mm，或用細(xì)鋼筋水泥砂漿制作的板厚約12～20mm。這種板取材容易，表面潤(rùn)濕性良好，使用期較長(zhǎng)，但板厚度厚，重量大。厚度太薄施工困難并易撓曲出現(xiàn)裂縫。因此一般采用寬度不大于50mm，長(zhǎng)度不大于1200mm的薄板，砂漿澆搗注意密實(shí)，否則水分易滲入板內(nèi)，使鋼筋鋼絲網(wǎng)腐蝕。因此，有的冷卻塔采用酚醛熱壓板作為平膜板式淋水填料，但酚醛樹(shù)脂用量需比普通板增加一倍，以增強(qiáng)耐水侵蝕性。其水冷卻的基本原理是：熱水沿板表面流下，形成很薄的水膜，通過(guò)接觸傳熱和蒸發(fā)散熱作用，將水的熱量傳遞給空氣，使熱水得到冷卻。2、凸凹形膜板淋水填料由于水在平板膜上流動(dòng)快，降落迅速，也容易集結(jié)成較大的水股流，減少了水膜表面，影響冷卻效果。凸凹形膜板淋水填料可延緩水流下降的速度，又有利于水膜的一次又一次破碎和重新分布，提高了水的冷卻效果。此類(lèi)淋水填料有梯形斜波、斜波交錯(cuò)、折波、點(diǎn)波、雙向波、雙斜波、雙梯波等，前三種淋水填料見(jiàn)圖3-14～圖3-16。此類(lèi)淋水填料大都用硬聚氯乙烯片或聚丙烯片加熱壓制而成，片厚為0、3～0、5mm，填料形狀的設(shè)計(jì)，基本上需考慮以下方面：1有利于使水流破碎均勻分布于整個(gè)填料表面，形成均勻的水膜。2便于加工成規(guī)定樣式，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，加工、生產(chǎn)、安裝成本低。3有一定耐水溫能力，一般硬聚氯乙烯填料片耐水溫不超過(guò)50℃，聚丙烯改性填料可用于65℃高水溫場(chǎng)合。4通風(fēng)阻力小，氣流暢通。5斜波交錯(cuò)填料經(jīng)久耐用，自重較輕，運(yùn)輸安裝方便。系用硬質(zhì)薄片聚氯乙烯片、聚丙烯片、玻璃鋼片、薄鋁片等壓成斜波浪形。斜波傾角有30°、45°、60°、75°等，組裝時(shí)相鄰二片斜波傾角交錯(cuò)排列，所以常稱(chēng)斜交錯(cuò)波紋填料。通常使用的規(guī)格有35mm×15mm—60°、50mm×20mm—60°波距×波高—斜角兩種。前者散熱效率高，但孔眼小、阻力大、易堵塞；后者散熱效率雖稍差，但孔眼大、阻力小、不易堵塞。斜交錯(cuò)波紋填料是機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中應(yīng)用最廣的填料。逆流塔多用60°斜波填料，橫流塔多用30°斜波填料。為使塑料填料表面的水濕潤(rùn)性能良好，可用經(jīng)化學(xué)處理表面為親水性的塑料制成，也有帶花紋的塑料填料。冷卻塔應(yīng)采用阻燃型塑料填料，阻燃性能氧指數(shù)不得低于28。部分硬聚氯乙烯凹凸形淋水填料規(guī)格見(jiàn)表3-2。淋水填料可采用承接式、拉桿式、黏結(jié)式等方法組裝成塊，各種方法要確保連接牢固，整體剛度好。同時(shí)應(yīng)具有熱力特性好、通風(fēng)阻力小、組裝剛度好、承載能力強(qiáng)、通道尺寸大、通暢性好、不易堵塞等基本特性，填料材料性能應(yīng)達(dá)到以下要求：1熱壓成形前的平片應(yīng)塑化均勻，無(wú)分散不良的輔料，外觀色澤一致。2根據(jù)耐低溫要求，淋水填料平片在材質(zhì)上可分為普通型和耐寒型兩種。當(dāng)所在地區(qū)最低月平均氣溫低于-8℃時(shí)，應(yīng)選用耐寒型平片。3平片的設(shè)計(jì)厚度宜為0、35～0、45mm，允許偏差為±0、03mm。4熱壓后的成形片的片邊不得有破裂或明顯缺口，片面不得翹曲、起拱。5成形片平面長(zhǎng)、寬尺寸與設(shè)計(jì)要求允許偏差分別為±10mm及±5mm，片周輪廓成規(guī)則矩形，成形片最薄處厚度不小于0、2mm。6成形片經(jīng)65℃熱水浸泡72h耐溫試驗(yàn)后的高度變化率不得大于5、0%。表3-3為電力行業(yè)冷卻塔淋水填料的物理力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)。冷卻塔淋水填料的散熱特性1、板條表面的散熱水膜在冷卻塔內(nèi)各種形狀的板條表面流動(dòng)時(shí)，要直接測(cè)量水膜冷卻的散熱系數(shù)和散質(zhì)系數(shù)是很困難的，但研究穩(wěn)定的熱交換和物質(zhì)交換過(guò)程的準(zhǔn)則方程時(shí)，可以用相似理論的方程來(lái)分析熱交換微分方程，并取得準(zhǔn)則方程式如下：式中Nu——表征相界上交換強(qiáng)度的努謝爾特性準(zhǔn)則及擴(kuò)散準(zhǔn)則；Rem——雷諾數(shù)。常數(shù)C及冪指數(shù)m均為常數(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。它是根據(jù)水和氣流在管道和溝槽內(nèi)的直徑或?qū)挾葹閐=uπ的條件下作為定形尺度，u為板條截面的周長(zhǎng)，求得三角形及矩形截面的板條以不同方式成束排列時(shí)的C值及m值，代入式3-1進(jìn)行計(jì)算。適用于水膜橫向繞流的三角形和矩形板條的常數(shù)C及m值見(jiàn)表3-6。2、液膜的散熱和散質(zhì)當(dāng)被冷卻的熱水流散成薄膜層時(shí)，交換系數(shù)主要取決于熱水沿著流動(dòng)表面的形狀。從水膜沿圓形及矩形截面的垂直流道內(nèi)表面流動(dòng)時(shí)的散熱和散質(zhì)情況的研究中可以得出結(jié)論。當(dāng)與水流動(dòng)方向相反的空氣流為流體力學(xué)上的穩(wěn)定紊流時(shí)Re5000～13000；Ld≥50，其L為管道或溝槽的長(zhǎng)度并且當(dāng)表征介質(zhì)物理性質(zhì)的普蘭特爾熱準(zhǔn)則及擴(kuò)散準(zhǔn)則時(shí)，Pγ為0、72及PγD為0、63時(shí)，對(duì)界面上的熱交換與物質(zhì)交換準(zhǔn)則可用下列公式來(lái)表示：此時(shí)，空氣的流速是按薄膜表面的相對(duì)速度來(lái)計(jì)算的。即在逆流時(shí)：式中w1——空氣的絕對(duì)速度ms；w2——水膜的流速ms。當(dāng)水流從一種流態(tài)過(guò)流到另一種流態(tài)時(shí)，適用于水膜在矩形流道內(nèi)流動(dòng)場(chǎng)合下的交換準(zhǔn)則為：準(zhǔn)則Re及式3-5中的常數(shù)C及m的數(shù)值列于表3-7中，這些數(shù)據(jù)是在Ld為2414時(shí)用實(shí)驗(yàn)方法求得的。NUD隨水溫的升高而有所減小，如圖3-19所示，其原因部分是由于在試驗(yàn)中，水流表面的水蒸氣分壓力是按水的平均溫度來(lái)確定的，但未考慮到水面溫度下降的情況，熱流密度愈大則對(duì)其低估的程度亦愈大。可見(jiàn)不僅要了解熱交換強(qiáng)度而且還要熟悉容積散質(zhì)系數(shù)的概念是非常必要的。在一般情況下不能將有限水面的蒸發(fā)和散熱的實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接應(yīng)用于實(shí)踐中，而是需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)供設(shè)計(jì)中采用。除了淋水填料的斷面形式不同影響熱交換表面散熱效果外，淋水填料的布置，即縱橫方向的間隔或孔徑水力負(fù)荷及空氣流動(dòng)速度都直接關(guān)系到蒸發(fā)冷卻和散熱效果。淋水板條的垂直間距S2減少即可增加淋水填料中板條的層數(shù)，同時(shí)也可增加一些水膜面積。如果減小淋水填料的橫向間距或孔徑、波距等，也能達(dá)到同樣的效果，但過(guò)分地減少間距不僅不能增加散熱而且收不到預(yù)期的效果，反而使通風(fēng)阻力及材料消耗指標(biāo)隨之增加，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。淋水填料中的空氣速度增大，可以使水滴降落及水膜流動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，從而提高冷卻能力。蜂窩、點(diǎn)波、斜交錯(cuò)、水泥格網(wǎng)、小波紋板等填料，具有較大的比表面積、孔隙率小等優(yōu)點(diǎn)，故采用較高的淋水密度，并提高了填料中的風(fēng)速，一般采用2、5～3、5ms。與此同時(shí)，大量細(xì)小水滴可能隨高速氣流吹出塔外，增大了水量損失及動(dòng)力消耗。機(jī)械通風(fēng)點(diǎn)滴式冷卻塔中風(fēng)速一般取1、5～2、0ms為宜，建議不大于2、8ms，塔式冷卻塔中的風(fēng)速，一般采取0、5～1、5ms。冷卻塔淋水填料的選擇淋水填料選用是否恰當(dāng)，直接關(guān)系到冷卻效果。應(yīng)根據(jù)塔形、熱力性能、阻力性能、通風(fēng)條件、材質(zhì)、檢修、填料的支承方式和結(jié)構(gòu)、循環(huán)水水溫與水質(zhì)以及造價(jià)等綜合因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選擇。1、不同塔所要求的填料形式不同。如大中型逆流式冷卻塔中，普遍采用塑料斜波、梯形斜波、水泥格網(wǎng)和塑料折波等；橫流式冷卻塔中普遍采用塑料斜波和水泥弧形板條等。即使對(duì)于逆、橫流塔均適用的填料，也要注意在不同塔形中使用時(shí)的要求。如斜波填料在逆流式塔中采用60°斜波，而在橫流式塔中采用30°斜波。2、要求填料親水性能良好，有較高的熱交換性能和容許有較大的淋水負(fù)荷。塑料片制成的填料使淋水填料輕型化，體積縮小，單位體積的冷卻表面積增大，可容許較大的淋水負(fù)荷，其熱交換性能有很大提高。希望氣流流經(jīng)淋水填料的阻力要小，氣流分布要均勻。3、填料的材料要易得，使用壽命長(zhǎng)，安裝和運(yùn)輸方便，價(jià)格便宜，容易維修。4、采用塑料材質(zhì)淋水填料時(shí)，需注意：1當(dāng)循環(huán)水水質(zhì)較差、未經(jīng)處理、在填料表面易結(jié)垢時(shí)，不宜采用填料片間距較小的斜波、蜂窩等形式的淋水填料。2塑料的材質(zhì)應(yīng)達(dá)到規(guī)定性能的指標(biāo)：1在65℃條件下不發(fā)生幾何變形。2在設(shè)計(jì)最低氣溫條件下不破碎、不脆裂。3在正常運(yùn)行、使用條件下其壽命不少于20年。4具有良好的阻燃性能。5、在設(shè)計(jì)淋水填料的支撐系統(tǒng)時(shí)，淋水填料的運(yùn)行重量應(yīng)計(jì)及以下各項(xiàng)：1填料的自重。2填料表面結(jié)垢及沉積物的重量。3填料表面的水膜重量，按填料片兩側(cè)表面各厚為0、5～1、0mm設(shè)計(jì)。4寒冷地區(qū)淋水填料下層可能形成掛冰荷載，視情況可采用150～250kgm2。水泥格網(wǎng)、折波、斜交錯(cuò)填料、梯形斜波填料具有冷卻效果好、材料易得、耐久性好、通風(fēng)阻力較小、氣流分布性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前大型冷卻塔采用較多，也有采用塑料格網(wǎng)、蜂窩等填料。中小型機(jī)械通風(fēng)冷卻塔大多采用硬聚氯乙烯制作的斜波、梯形斜波或其他填料。橫流式冷卻塔填料布置橫流式冷卻塔淋水填料的徑深和高度，應(yīng)根據(jù)工藝對(duì)冷卻水溫的要求、塔的通風(fēng)形式、塔的造價(jià)和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用等因素，進(jìn)行一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。淋水填料徑深與高度之比值，一般可采用以下數(shù)值：1、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔不宜大于0、5。2、風(fēng)筒式冷卻塔：淋水面積大于1000m2宜為0、7～1、0。淋水面積小于或等于1000m2宜為0、4～0、7。

玻璃鋼冷卻塔工作原理

如今玻璃鋼冷卻塔在我們生活里越來(lái)越常見(jiàn)，尤其是在如今的工地領(lǐng)域，更是常見(jiàn)。為何它會(huì)如此的深入到工地領(lǐng)域，這和它的工作原理是不可分割的。就拿如今安丘華強(qiáng)玻璃鋼有限廠家生產(chǎn)的玻璃鋼冷卻塔來(lái)說(shuō)，它是利用水和空氣的接觸，從而通過(guò)蒸發(fā)的作用，從而解決在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的廢氣，從而解決如今空氣污染的問(wèn)題，讓工業(yè)變得更加的環(huán)保，壞境破壞變小。正是因?yàn)檫@樣，如今的這種冷卻塔越來(lái)越受歡迎，越來(lái)越貼近我們的生活，讓我們不斷的去選擇，去探討著它。