对配水管和水池设计与布置的基本要求与原则为:1、配水管道应布置在水面以上,沿水流方向有0、001~0、002的坡度。2、配水管上应设闸阀,闸阀以暗杆式为宜,配水管末端应设管道冲洗和放空的堵头。3、配水总管两个固定支座之间应安装伸缩节。4、配水管变径处应采用偏心异径管接头,以利管道放空。5、每3~5排配水管之间应留宽为1、3~1、5倍配水管间距的空气通道。6、喷水冷却池应选择在通风良好的地段,水池宜建成矩形,池宽不宜大于60m,最外侧喷嘴距池边不宜小于7m。在风速大的地方,可采用10~12m或更大。喷水池的长边应与夏季主导风向垂直。7、水池一般应不少于两格,当允许间歇使用时亦可用单格。8、水池通常为地下式或半地下式,水池池顶应高出地面0、3m。9、池底、池壁通常采用混凝土做护面,隔一定间距设伸缩缝,缝隙要防渗漏。10、水池设计水深宜为1、5~2、0m。当喷水池兼做其他用途时,水深可适当增加。喷水池的池壁应有不小于0、25m的超高。11、水池应有排污、放空与溢流装置。池底有0、003~0、005的坡度,坡向放空管。12、水池周围应设回水台,其坡度根据风向、风速和喷嘴前水头等因素确定。一般不宜小于3m。回水台坡向水池,坡度为2%~5%。回水台外围应有防止周围地面水流入水池的截水沟。13、喷水冷却池出水口处要有拦污设施。14、寒冷地区的喷水冷却池应采取以下防冻措施:1进水干管上设旁流水管,旁流水管的排水点应于水池出水口的对面一侧。2干管及配水管上的闸阀应安装防冻放水管或采用其他保温措施。
冷却塔水冷却不同温度蒸发与传导散热从上述讨论可知,水的冷却过程是通过蒸发散热和传导散热两个综合作用的结果。现按图4-5在不同温度下,论述其蒸发散热与传导散发的不同情况。1、图4-5中①,tfθ在tfθ的条件下,蒸发散热与传导散热同时存在,并都从水面向空气一个方向进行存在的Δt和ΔPq均为正值,两者的总散热量用H表示,则单位时间内从水面散发的总热量为:这种情况下同时存在ΔPq和Δt为推动力的散热,图中Qu是蒸发散热时被蒸发掉的水量,蒸发了多少水量Qu就带走了多少热量Hβ,故Qu与Hβ成正比Qu∞Hβ。2、图4-5中②,tf=θ在tf=θ的条件下,说明Δt=0,不存在温度差引起的传导散热的推动力,即传导散热Hα=0,水没有热量传递给空气,空气也没有热量传递给水,只存在蒸发散热量Hβ,故得:H=Hβ传导散热保持平衡4-53、图4-5中③,tf<θtf<θ时,则tf-θ=-Δt,说明空气的热量传给水面,所以存在Hα值,但不是水面传给空气,而相反。但只要存在水面的蒸发散热Hβ,并且HβHα,那么总散热量H为正值,即:H=Hβ-Hα04-64、图4-5中④,tf=τ<θτ是湿球温度,水冷却的极限值。在图4-5③中,tf<θ,但还没有达到tf=τ,虽然水冷却很缓慢,但还是冷却的,现在到了tf=τ<θ,水的温度就停止下降了,其理由从散热量来说,因为这时候,水向空气的蒸发散热量Hβ与空气传导给水的热量Hα处于平衡状态平衡状态是指两者传导的速度相等,不是处于停止状态,即Hα=Hβ,而使H=0,这时水面的温度tf就是空气的湿球温度τ,温度τ称为水的冷却极限。从上述分析的四种情况可见:希望水在冷却塔中的冷却属于第一种情况,因为既有蒸发散热Hβ,又有传导散热Hα,水的冷却效果好;在无法达到图4-5①要求时,则希望水的冷却状况为图4-5②,虽然这时Hα=0,但存在H=Hβ,即以蒸发散热为主。而夏天炎热的情况下,水面温度tf与空气干球温度θ比较接近,故传导散热在总散热量H中仅占10%~20%,而蒸发散热在H中约占80%~90%,所以夏天水在冷却塔中的冷却基本上属于图4-5②的情况。冷却塔的设计也是按夏季的情况即不考虑传导散热量Hα=0,只考虑蒸发散热量Hβ进行的,通常指的标准型冷却塔Δt=t1-t2=5℃,就是只考虑蒸发散热的结果,没有考虑传导散热Hα。图4-5③的情况,一般来说不希望出现,但少数地区是存在的,如重庆、武汉、南京、杭州、南昌等地,夏季有几天的空气温度很高,tf与θ更为接近,故按上海的气象参数一般τ=28℃,θ=31、5℃设计的冷却塔,在这些地方,这几天的冷却效果达不到Δt≠5℃,即t1-t2=Δt<5℃,但水还是得到冷却的,就是冷却效果差。如果这些地方夏季都要达到Δt=5℃,那么塔体要放大,填料要增高,风量要增加等,是非常不经济的。图中4-5④是没有意义的,因冷却效果=0。在冬季tf与θ之间温差很大即Δt=tf-θ很大,这就是温差引起的传导散热的推动力很大,故传导散热量Hα在总散热量H中可达50%,严冬时可达70%,在冬季,Hα冬Hα夏,Hβ冬Hβ夏,所以总散热量H冬H夏,冬季冷却效果特别好。但无论如何,对冷却塔来说,夏天通常为HβHα,冬季Hβ≈Hα,Hβ越大,效果好,这是因为水的汽化热为597、3kcal1kg0℃的水汽化为0℃的水蒸气放出的热量,而水的比热为1kcalkg,这就是说1kg水全部被汽化可带走几乎为600kcal的热量,那么1kg水中有1%被汽化即Qu=1100kg可带走6kcal的热量,则就可以使1kg水的温度降低6℃。
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