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冷却塔布水器

发布时间:2018/04/13

  布水器是冷却塔中的关键部件,其作用是将水均匀地分布到填料上,增大水气接触界面,使一部分水汽化,带走热量,起到降低水温的作用。其造价不高但对冷却塔的冷却效率影响极大,有必要深入研究。布水器的种类很多,有孔板式、排管式、溢流式、喷头式等,而应用最多的是旋转布水器。
  布水器的工作原理:冷却水通过进水管流入布水管,然后通过布水管上的喷孔形成水流,洒在冷却塔的填料上。由于喷孔的直径比较小,水流具有一定的速度,根据作用力与反作用力的原理,布水管受到与水流方向相反的作用力而旋转,使水流不停地分布到冷却塔的填料上。布水器看似简单,但各部参数的确定十分重要,参数之间有一定的逻辑关系。以下按设计步骤给出各参数的确定原则。
  1.  喷孔孔径的确定
  从理论上讲喷孔的直径越小,个数越多,布水的均匀性越好。但喷孔太小容易堵塞,加工也比较困难,最小应≥0.003m,另外还要综合考虑流速。
  2.  喷孔流速的确定
  无论大冷却塔还是小冷却塔喷孔流速应该是大致相同的数值。因为,喷孔流速太小反作用力太小,转速会很小甚至会停转,喷孔流速太大,流体阻力损失的能量大,喷洒不均匀,还会产生水雾,一般以0.8-2.5m/s为宜。
  3.  孔数的确定
  冷却水量L是已知的,除以每个喷孔的流量平均值可得布水器上的开孔个数n。但各个喷孔的位置还没确定,流量也就不能计算。注意到喷孔流量的变化是近似于线性的,因此取分管半径二分之一处的流速为平均流速uO′,计算喷孔个数。
  由于各个喷孔的流量不同,最终的喷孔个数可能并不等于这个值,而由喷孔位置的逐个计算过程中确定。这是一个计算初值。
  4. 布水管截面积的确定
  布水管截面积与布水的均匀怀关系很大。截面积太小会影响布水管两端喷孔的流速;截面积太大会增加旋转部件的质量,使转速减小,磨损加大。因为流速是矢量,可以迭加,在此认为冷却塔布水器的喷孔流速是正常流速和离力力流速的迭加。
  正常流量的含义是固定式多孔液体分布器的喷孔流量或直径较小的液体分布器喷孔流量均匀(不考虑离心力条件下)的设计方法。其主要内容可概括为:要使各喷孔的流量相等,必须同时满足两点。(1)每个喷孔要有足够的阻力,且阻力越大喷孔的流量越均匀;(2)布水管的截面积要大于各喷孔的截面积之和,比值越大喷也的流量越均匀。由文献[9],取布水管截面积为各喷孔截面积之和的3倍,就可保证正常流量均匀。
  5. 布水管上最佳开孔位置的确定
  一般冷却塔的布水管采用等间距开孔。这种开孔方法造成不均匀喷洒。填料中心的单位面积流量偏多,两端的单位面积流量偏少。这是因为冷却塔是圆柱型,截面积与直径的平方成正比。喷孔流量相等时布水器最佳开孔位置的设计方法,但这个方法不适合冷却塔布水器的情况,因为冷却塔横截面积大,布水管的离心力不可忽略。在此需要建立喷孔流量随离心力变化的最佳开孔位置的计算方法,其优化的依据是让每一小孔喷洒的面积相等,且每一喷孔两边的圆环面积也相等,达到等面积均匀喷洒。
  6.  转速的确定
  转速太低会影响布水质量还容易发生停转现象;转速≥40r/min,水滴将向周飞溅。一般以20-30r/min为宜。

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