İlk olarak, kapalı soğutma kulesi nedir?
Yani kapalı soğutma kulesi veya kapalı kule olarak da bilinen kapalı evaporatif soğutma kulesi.Dolaşımdaki sudan gelen ısıyı serpantinler aracılığıyla havaya aktaran bir soğutma kulesidir.
Ana yapısı şekilde gösterilmiştir:
Kapalı kule genel olarak fan, radyatör (bobin), kendinden sirkülasyonlu su pompası, su dağıtım sistemi, su deposu, kule yapısı, salmastra (ile veya olmadan), sürgülü vana ve diğer bileşenlerden oluşur.
Açık kuleden farklı olarak, kapalı kulenin sıcak suyu kapalı döngüdür ve hava ile doğrudan temas etmez, bu da sirkülasyon suyu kalitesinin temizliğini sağlayabilir, ana ekipmanın verimli çalışmasını sağlar ve servis ömrünü uzatır. ana ekipman.Dış sıcaklık düşük olduğunda, su kaynaklarından tasarruf etmek için kapalı kule kendi kendine dolaşan püskürtme sistemini kapatarak hava soğutma işlemine dönüştürülebilir.Çin'in enerji tasarrufu, emisyon azaltma ve su tasarrufu politikasına uygun olarak, son on yılda çelik, metalürji, elektrik enerjisi, elektronik, mekanik işleme, gıda, kimya endüstrisi ve iklimlendirme sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kapalı kulenin ısı dağıtma mekanizması şu şekildedir: sıcak suyun ısısı önce radyatöre, ardından radyatör yüzeyindeki duş suyuna iletilir.Duş suyu ve hava, temas yoluyla ısı transferi ve buharlaşma yoluyla kütle transferi yoluyla havaya ısı alışverişi yapar.Soğutma işleminin prensip şeması aşağıdaki gibidir:
Kapalı kulenin ısı yayma mekanizmasının şematik diyagramı
Aşağıda, kapalı kulenin termodinamik hesaplama sürecinin kısa bir açıklaması yer almaktadır.
Denklemin türetilmesine geçmeden önce, aşağıdakileri varsayalım:
(1) Ortalama su filmi sıcaklığı için tüm ısı eşanjörüne su filmi püskürtün ve değişmeden kalın (bunun nedeni, radyatöre giren ve radyatörden çıkan kendi kendine dolaşan suyun su sıcaklığının aynı olmasıdır);
(2) Su filminin yüzey alanı yaklaşık olarak bobinin yüzey alanına eşittir, yani su filmi çok ince kabul edilir;
(3) Kendi kendine dolaşan su, farklı boru sıralarına eşit olarak dağılır ve her bobinin yüzeyinde bir su filmi vardır;
(4) Lewis sayısı 1 ise buharlaşma kaybı dikkate alınmaz.
(Not: Aşağıdaki türetme işlemi temel olarak entalpi farkı tahrikine, enerji tasarrufuna ve diğer mekanizmalara ve bazı ısı transferi bilgilerine dayanmaktadır.)
Birincisi, sıcak su ısıyı serpantinin dışındaki su filmine aktarır ve ısı transfer denklemi şu şekildedir:
nerede, dQ- mikro birimin ısı transferi, W;
K1- sıcak suyun su filmine ısı transfer katsayısı;W/(㎡·℃);
T- Proses sıvısının veya sıcak suyun sıcaklığı, ℃;
t- Kendiliğinden dolaşan su filminin sıcaklığı, ℃;
dA- Bobin mikro birim yüzey alanı, ㎡
Bobin tüpü ince duvarlı tüp olarak kabul edilebilir ve ısı transfer katsayısı şu şekilde ifade edilebilir:
Burada, AI-bobin tüpündeki sıvının ısı transfer katsayısı, W/(㎡·℃);λg-tüp sıvısı ısı transfer katsayısı, W/(㎡·℃);λ-tüp sıvısı ısı transfer katsayısı, W/(㎡·℃);σ-Bobin kalınlığı, m;α w- su filminin konvektif ısı transfer katsayısı, W/(㎡·℃) Di, Do, Dn, Dc- sırasıyla bobinin iç ve dış çapı ve ölçeklemeden sonra bobinin iç ve dış çapıdır, m.
Yukarıdaki denklemde daha az kesin olan şey, su filminin konvektif ısı transfer katsayısıdır ve değeri, su filminin durumu ve kalınlığının yanı sıra kendi kendine dolaşan su miktarı, rüzgar hızı, bobin çapı ve düzen boyutu.Yani:
Nerede,
q- kendi kendine dolaşan su yoğunluğu, kg/(㎡·s);
v- Bobin bölümü boyunca ortalama hava hızı, m/s;
p1,pt-bobin düzeni, m.
Varsayım (2)'ye göre, su filmi ile hava arasındaki ısı transferi şu şekilde yazılabilir:
Burada, β'x- su filmi alanına dayalı entalpi ve nem farkı tarafından yönlendirilen kütle katsayısı, kg/(㎡·s);
Bx- entalpi bobininin yüzey alanına ve dağılım katsayısının itici gücü olarak nem farkına dayalıdır, dağılım katsayısı olarak anılır, kg/(㎡·s);
i"t- su sıcaklığına karşılık gelen doymuş hava ısısı t, J/kg;
i- hava entalpisi, J/kg(DA);
dA- Bobin mikro birim yüzey alanı,㎡.
Yukarıdaki denklemdeki dağılım katsayısı, testlerle elde edilmesi gereken bilinmeyen bir parametredir.Bu parametrenin değeri su akış hızı, hava hızı ve serpantin düzeni ile ilişkilidir ve şu şekilde ifade edilebilir:
Havanın entalpisindeki artış, mikro hücredeki havanın ısı transfer oranına eşittir:
Nerede, G- kuru havanın kütle akışı, kg/ (㎡·s).
Formül (6)'yı ayırdıktan sonra:
IT'nin, filmin su sıcaklığına karşılık gelen doymuş hava entalpisi olduğuna dikkat edilmelidir.(1)'e göre su sıcaklığının sabit olduğu varsayılır, dolayısıyla entalpi de sabittir.Denklem (7)'nin integral çözümü şu şekilde elde edilebilir:
Nerede,
i1- kapalı kuleye giren havanın entalpisi, J/kg (DA);
i2- Kapalı kuleden atılan havanın entalpisi, J/kg (DA).
Mw, su filminin alan soğuma sayısıdır ve değeri:
Ek olarak, kendi kendine dolaşan su sıcaklığının değişimi, havanın ve proses sıvısının enerji değişimine eşittir, yani:
Nerede,
qp- Bataryadaki su akışı, kg/s;
qw- kendi kendine dolaşan su miktarı, kg/s;
cpp, cpw- Bataryadaki suyun ve kendi kendine dolaşan suyun özgül ısısı, J/ (kg·℃).
Hipotez (1)'e göre denklem (10) sıfırdır ve göz ardı edilebilir.
Öte yandan, Formül (1) şu şekilde elde edilebilir:
Ayrıca filmin su sıcaklığının sabit olduğu varsayılmaktadır.Denklemi (11) entegre ederek şunları elde edebiliriz:
Nerede,
T1 - kapalı kuleye giren proses ortamının veya sıcak suyun sıcaklığı, ℃
T2- Tahliye edilen kapalı kulenin proses ortamı veya sıcak su sıcaklığı, ℃
NTU, evaporatif soğutma kulesinin ısı transfer ünitelerinin sayısı olarak adlandırılır ve değeri:
Varsayılan koşula (4) göre, kendi kendine dolaşan suyun buharlaşma kaybı göz ardı edildiğinde, kapalı soğutma kulesinin ısı transferi:
(8) ve (12) denklemlerini (14) denklemiyle değiştirerek şunu elde ederiz:
Daha fazla çözüm elde edilir：
Denklem (15)'e göre, kendi kendine dolaşan su sıcaklığı yinelemeli yöntemle hesaplanabilir.
Türetme işleminde, yukarıdaki formül özel olarak karşı akım tipini hedeflemez, dolayısıyla yukarıdaki formül aynı zamanda çapraz akışlı kapalı kule için de geçerlidir.Salmastralı kapalı soğutma kulesinin kendi kendine dolaşan su sıcaklığı düşüktür, bu nedenle salmastranın ısı transfer etkisi dağılım katsayısına eşitlenebilir ve ardından yukarıdaki formüle göre termodinamik hesaplama yapılabilir.
Kapalı soğutma kulesinin ısı transfer katsayısı ve kütle dağılım katsayısı bilindiğinde, kendi kendine dolaşan su sıcaklığı Formül (16) ile hesaplanabilir.Kendiliğinden dolaşan su sıcaklığı ile, proses sıvısının soğuduktan sonraki sıcaklığı ve kapalı soğutma kulesinden boşaltılan havanın entalpisi formül (8) ve Formül (12) ile hesaplanabilir.
Yukarıdaki denklem, kapalı soğutma kulesinin test verilerini sıralamak için de kullanılabilir.Testte, proses akışkanının giriş ve çıkış sıcaklığı, hava giriş kulesinin kuru ve yaş termometre sıcaklığı, hava debisi ve kendi kendine dolaşan su miktarı gibi parametreler ölçülebilir.Bu parametrelerden, ısı transfer birimlerinin sayısı Denklem (12)'den hesaplanabilir ve çıkış filminin soğutma alanı sayısı denklem (8)'den hesaplanabilir.Kapalı kulenin ısı transfer katsayısı ve dağılım katsayısı daha fazla hesaplama ile elde edilebilir.
Yukarıdaki, kapalı soğutma kulesinin basit termodinamik hesaplama yöntemidir.kuru mal dolu mu
Gönderim zamanı: 12 Haziran 2023