华北理工水质工程学教案27第九章水的冷却9-1冷却水构筑物的类型9-2冷却塔工艺构造

课程名称：《水质工程学I》第周，第27讲次摘要授课题目（章、节）水的冷却和循环冷却水水质处理（稳定）简介第九章水的冷却§9-1冷却构筑物类型：【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】水的冷却和循环冷却水水质处理（稳定）简介工业生产中，为了保证设备的正常温度下工作，有许多需要冷却的设备（热交换器）水是最好的吸收和传递热量的介质。升温的水失去了它的冷却设备的能力，为了恢复其功能，节约用水，将其冷却后循环使用。水的最简便冷却方法是向大气中蒸发。水的蒸发散失使水中溶解物浓度升高，达到一定程度时，使其产生CaCO3、Mg(OH)2结晶析出。要进行水质处理（水质稳定）：控垢、防腐蚀管道和设备。第九章水的冷却§9-1冷却构筑物类型：深型冷却池1、水面冷却：冷却湖（唐山陡电）浅型冷却利用河道等构筑2、喷水冷却池：首钢物敞开式（湿式）：传热传质同时进行3、冷却塔：密闭式（干式）：仅传热（汽车）混合式（干湿式）：热水→干冷却→湿冷却一、水面冷却：热传导通过水体水面向大气散热：热辐射少（少量）蒸发散热（少量，仅湖表面）浅水（小于3m）：水流平面1、水面面积有限的水体：流为主，局部有温差异重流。深水（大于4m）：温差异重流。2、水面面积很大的水体：河道、湖泊、海湾Ⅰ主流区：排水口（热水）流径取水口（冷水）的区域（主冷却区）（1）分三个区：Ⅱ回流区：一定的回旋流动的区域。Ⅲ死水区：不流动的部分（2）提高冷却效果途径：扩大主流区减小回水区设导流墙（堤）消灭死水区取水口，取下层冷水。排水口，排致湖面，有利于散热。水深有利于冷、热水分层，并尽量减少冷、热水有剧烈的掺混现象。延长热水流经途径——设导流堤、挡热墙、潜水堰。3、热工参数：热传导三种散热形式全有热辐射蒸发散热（传质）影响因素还有水的对流。是一综合参数：单位时间，水面水温变化1℃，水体通过单位表面散失的热量变化量。单位：W/㎡.℃，应有实验确定。另一参数：水力负荷，m3/m2.h估算面积用。一般0.01～0.1m3/m2.h二、喷水池：构造：敞开水池，由配水管道系统；喷嘴。2、冷却原理：热传导喷出的细小水滴与大气接触热辐射蒸发散热（为主）3、影响冷却效果因素：喷嘴布置、喷嘴形式、水压、风速、风向。气温和气象条件：空气湿度晴、阴天气等，风速。工艺参数：配水管间距：3～3.5米喷嘴间距：1.5～2.2米池中水深1～1.5m,保护高0.3～0.5m水力负荷0.7～1.2m3/m2.h三、湿式冷却塔：主要的冷却水方式。1、分类：（1）鼓风式：用于气水对风机有腐蚀的作用的情况。逆流式：热交换效果好（2）抽风式：横流式：高度低、泵扬程小、节能（3）自然通风：风筒式冷却塔：双曲线式——结构受力效果好。利用塔内外气体比重差所产生的抽气，自然通风。适用于大水量1000米3/h以上。2、原理：主要是蒸发散热，传导和辐射作用小。221tgDDH出扩§9-2冷却塔的工艺构成一、冷却它的构成：1、淋水装置（填料）2、配水系统、3、风机4、收水装置（除水器）5、风筒6、进风口百叶窗7、塔体8、集水池二、配水系统：槽式配水系统1、分类：管式配水系统（固定、旋转）由喷嘴喷淋池或配水系统2、作用：将进塔的热水均匀地分布在塔内整个淋水面上。三、淋水填料：1、作用：将配水系统均匀分布下落的热水水滴，经多次溅散成为小水滴或形成水膜，增大空气和水的接触面积和时间。2、基本要求：1）具有较高的冷却能力，即水和空气的接触表面积较大、接触时间较长；2）亲水性强，容易被水湿润和附着；3）通风阻力小以节省动力；4）材料易得而又加工方便的结构形式；5）价廉、施工维修方便；质轻、耐久。3、分类：点滴式、薄膜式、点滴薄膜式（一）、点滴式淋水填料：对填料要求形成水滴，散热效果好，空气阻力小。（二）、膜式淋水装置：主要将水分散成许多水膜，（厚：0.25～0.5mm；流速：0.15～0.3mm/s）靠水膜与空气接触，蒸发、传导散热。优点：单位体积表面积大。1、斜交错（斜波）淋水填料：(与水平夹角)用0.2～0.5mm聚氯乙烯薄片压成300适用横流塔600适用逆流塔块体（单元）：高400mm比表面积：)/(232mmhBsa填料孔降率：21aδ—片厚填料密度：ρpρp=(1-ε)ρm（㎏/m3）ρm—填料材质密度（㎏/m3）2、梯型斜波淋水填料：3、塑料折波形淋水填料：4、斜梯波淋水填料：适用：逆流、横流塔。（三）点滴薄膜式淋水填料1、水泥格网淋水填料：自重大、施工复杂、价低、强度高、耐久、不易堵塞。适用：逆流塔。2、蜂窝淋水装置填料：纸质基本已被淘汰。适用：逆流塔。（四）各种填料的比较：1、大、中型逆流塔：60°大、中斜波、折波、梯形波填料，但要防结垢、防堵塞。大、中型逆流钢筋砼塔（水质差时）：水泥格网填料。大、中型横流塔：30°斜波、弧形波、或折波填料。小型塔：中波斜交错或折波填料。四、通风及空气分配装置：（一）风机：轴流式风机，特点：风量大、风压小。叶片数：4～8枚参数：直径：4.7m～20.0m转速：输入（进转）转速：如980r/min输出转速：240r/min效率：83.3%可调的2°～22°叶片：角度：不可调的（二）风筒：包括：进风口（收缩段）和扩散筒（扩散段）进风口（收缩段）：收缩顶角α=90°～110°（喇叭口形）高度：22tgDDHf收D—逆流塔填料顶面直径,Df—风机直径。风筒（扩散段）：锥角：β=14°～18°高度：221tgDDH出扩D出—扩散筒出口直径，D1—风筒直径。（三）空气分配装置：包括：逆流塔：进风口和导风板横流塔：进风口塔体高、造价高逆流塔：进风口：面积大风速均匀、气流阻力小面积小：相反一般取：逆流塔：进风口与淋水面积比≮0.5若0.5，设导风板。横流塔：进风口高=淋水填料高。进风口设百叶窗：目的：防水外溅，改善气流条件。五、其它装置（一）、收水器：（除水器）收集风吹出的小水滴，减少水量损失，改善周围环境。（二）、集水池：作用：调节水量、泵的吸水池（三）塔体：作用：封闭、围护、承重大型:钢筋砼中、小型：钢筋砼、玻璃钢【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题；