[发明专利]一种横流式冷却塔的设计方法

摘要

本发明涉及横流式冷却塔的设计方法，包括步骤一：修正刘易斯关系式；步骤二：修正冷却塔的特性数；步骤三：计算区域空间网格化，根据步骤一、步骤二以及迭代计算获得最后网格的出水温度、出风状态参数；步骤四：利用公式和步骤三的计算结果，迭代计算获得出塔空气含湿量；步骤五：根据回流率公式和步骤三的计算结果，迭代计算获得出塔空气焓值；步骤六、利用步骤一至步骤五获得考虑刘易斯数和填料系数的横流式冷却塔的修正出水温度和修正进出塔空气状态参数。本设计方法充分考虑刘易斯数、填料系数修正和回流，计算精度很高，计算结果与实测结果相吻合，解决了以焓值为中间量而无法求解出进出塔温湿度的技术问题。

主权项

一种横流式冷却塔的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、令刘易斯数L_e为1，修正刘易斯关系式，即式中L_e为刘易斯数；σ为以含湿量计算的湿交换系数，单位为kg/(m²·s)；α为显热换热系数，单位为kW/(m²·℃)；c_p为空气的定压比热容，单位为kJ/(kg·℃)；步骤二、使用修正系数k₂修正冷却塔的特性数N，即N＝k₂Aλ^m，式中A为填料特性相关系数；m为填料特性相关系数；λ为气水比；步骤三、按照空气流向和水流向将计算区域空间网格化，根据修正的刘易斯关系式和修正的冷却塔的特性数、以及迭代计算获得水流向第一网格的出水温度，空气流向第一网格的出风状态参数；将水流向第一网格的出水温度作为水流向第二网格的进水温度，空气流向第一网格的出风状态参数作为空气流向第二网格的进风干球温度和进风含湿量，计算出水流向第二网格的出水温度和空气流向第二网格的出风状态参数，如此类推，最后获得水流向第M网格的出水温度、空气流向第N网格的出风状态参数，水流向第M网格和水流向第M‑1网格为相邻网格，空气流向第N网格和空气流向第N‑1网格为相邻网格，所述N、M均为不包括零的自然数；通过加权平均计算获得横流式冷却塔的出水温度、出风状态参数；步骤四、根据进出塔空气状态点和大气状态点在焓湿图上的同一条直线关系和步骤三获得的出水温度、出风状态参数，利用公式迭代计算获得横流式冷却塔的出塔空气含湿量，其中h_ai为进塔空气焓值，单位为kJ/kg；h_aa为大气焓值，单位为kJ/kg；h_ao为出塔空气焓值，单位为kJ/kg；d_ai为进塔空气含湿量，单位为kg/kg_干空气；d_aa为大气含湿量，单位为kg/kg_干空气；d_ao为出塔空气含湿量，单位为kg/kg_干空气；步骤五、根据回流率公式和步骤三获得的出水温度、出风状态参数，迭代计算获得横流式冷却塔的出塔空气焓值，其中r_e为回流率；h_ai为进塔空气焓值，单位为kJ/kg；h_aa为大气焓值，单位为kJ/kg；h_ao为出塔空气焓值，单位为kJ/kg；步骤六、根据上述五个步骤，获得考虑刘易斯数和填料系数的横流式冷却塔的修正出水温度和修正进出塔空气状态参数。