[发明专利]一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法，属于热工测量技术领域。

背景技术

逆流式湿式冷却塔作为重要的换热设备广泛应用于电力、化工等各个领域，用来冷却从冷凝器及工艺设备等出来的温度较高的水或其它介质。被冷却介质由冷却水泵加压输送至冷却塔的分配管中，然后经喷嘴喷淋到多孔介质上，与此同时，环境空气由于塔的抽吸作用从塔底四周吸入，与被冷却介质进行充分的热质交换。多孔介质填料块是冷却塔循环冷却的关键部件，其热工性能的优劣对于冷却塔换热效率有重要影响。

在湿式冷却塔中，淋水填料的冷却效率可达50％到70％。多孔介质淋水填料的作用是将配水装置喷洒出来的热水分散成水膜或细小液滴，最大限度地延长空气和水的接触时间，增大两者的接触面积，从而使水和空气能够进行有效的热、质交换，因此对多孔介质填料水力特性及传热传质特性的测试及测量以用于优化填料结构并提高其热工性能显得尤为关键，同时对改进冷却塔节能技术也至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法。

本发明的所述方案是这样实现的：

一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法，利用一种可视化平台，所述可视化平台包括冷却塔塔体、进风装置以及循环水装置；

所述冷却塔塔体包括塔体，设置在塔体内部上方的除水器，塔体内部的中部位置设置实验填料块，所述冷却塔塔体下方设置有空气分配室，所述进风装置与空气分配室相连接；

所述循环水装置包括回收水池、恒温水箱、循环水泵、电磁流量计、水分配器、旁路管以及过滤器；所述回收水池位于实验填料块下方，并且嵌入安装在空气分配室内，通过出水管与恒温水箱相连，所述恒温水箱内设置水箱加水口、电加热器，所述循环水泵和恒温水箱的底部连接，循环水泵的出口管路分成两路，一条管路通过旁路管连接到恒温水箱，另一条管路连通水分配器，管路上设置电磁流量计，所述电磁流量计与循环水泵之间设置过滤器，所述水分配器位于冷却塔塔体内，位于除水器与实验填料块之间；

所述进风装置包括离心风机、进风加热器、蒸汽加湿器以及设置在空气分配室内的空气进风整流栅，所述离心风机、进风加热器、蒸汽加湿器依次通过管路连通空气分配室；

所述恒温水箱内设置温控器以及与温控器相连接的第一测温探头，所述温控器一端连接第一测温探头，另一端连接电加热器；所述空气分配室内设置第二测温探头，所述冷却塔内上端设置第三测温探头；

所述冷却塔的进出水处设置铂电阻温度传感器，所述铂电阻温度传感器安装在水分配器的喷淋水进口段的测温套管中以及回收水池通往恒温水箱的管道上；

其方法的步骤如下：

(1)喷淋水在恒温水箱中被循环加热达到设定进冷却塔温度后，通过循环水泵经电磁流量计进入冷却塔的顶部，测量冷却塔进塔水温t_wi；

(2)喷淋水经水分配器均匀喷洒在实验填料块上，热水向下通过实验填料块的过程中与空气接触冷却，然后落入回收水池内，测量冷却塔出塔水温t_wo；

(3)喷淋水回流至恒温水箱进行加热后再循环，由于蒸发，恒温水箱的水位逐渐下降，由水箱加水口向其补水；

(4)空气由离心风机经过进风加热器和蒸汽加湿器，进入装有空气进风整流栅的空气分配室，通过第二温控器测量进入填料前空气的干球温度t_ai和湿球温度τ_ai；

(5)空气从冷却塔底部四周均匀进入，向上穿过实验填料块的过程中与喷淋水发生热、质交换，空气排放到大气之前，通过第三温控器测量测量出塔空气的干球温度t_ao和湿球温度τ_ao；

(6)通过冷却塔内实验填料块的空气质量流量M_a由以下方程得出：

M_a＝v₀×A×3600(m³/h)(1)

式中：A为出风段断面面积，单位为m²；v₀为断面平均出风风速，单位为m/s；

(7)喷淋水质量流量Q_w由电磁流量计读取，单位为m³/h，气水比为：

(8)实验填料块的冷却效率釆用热交换效率η来评价：