冷卻塔平衡管尺寸計算方法

按照采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范的要求，當(dāng)多臺敞開式的冷卻塔設(shè)計為并聯(lián)運行，而且在沒有集水箱的情況下，應(yīng)該讓并聯(lián)中的冷卻塔與水泵之間的管段的壓力損失大致相同，要達到這樣的效果，可以在并聯(lián)冷卻塔之間配置平衡管，或在各塔底部配置聯(lián)通水槽。并聯(lián)冷卻塔由于配置平衡管的辦法簡單易行，相比較在出水管增加電動蝶閥而言，其消耗的費用更少，因而在很多冷卻塔工程中被使用。但是采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范并未指出冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)該如何計算。在中國建筑工業(yè)出版社出版的簡明空調(diào)設(shè)計手冊中指出冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)與進水管尺寸相同，但是如何計算也沒有給出詳細的說法。所以本文主要是對平衡管尺寸的計算方法進行一些探討，為廣大同行做一個鋪墊。在實際的冷卻塔并聯(lián)運行中，當(dāng)?shù)撞颗溆衅胶夤?，出水管不設(shè)電動蝶閥，且有部分冷卻塔停止運行時，經(jīng)常會出現(xiàn)一臺冷卻塔持續(xù)補水，另外一臺冷卻塔溢漏。本文在研究冷卻塔平衡管尺寸計算公式的基礎(chǔ)上，也將會對此現(xiàn)象作出合理解釋。為簡便起見，本文只討論兩臺開式冷卻塔并聯(lián)運行的情況，計算模型示意圖如圖1。圖1開式冷卻塔并聯(lián)運行計算模型示意圖圖中，MV為電動蝶閥，在某一臺機組停止運行時，起關(guān)斷作用。BV為手動蝶閥，平時開啟，檢修時起關(guān)斷作用。CWP為冷卻水泵，WCC水冷機組?，F(xiàn)在先假設(shè)冷卻塔1及其進水電動蝶閥關(guān)閉，冷卻塔2運行。由于冷卻塔2上部有水進入，而冷卻塔1和冷卻塔2同時出水，導(dǎo)致兩臺冷卻塔的水位發(fā)生變化，產(chǎn)生高度差，從而促使水從冷卻塔2經(jīng)平衡管c流入冷卻塔1，當(dāng)達到動態(tài)平衡時，水位高度差為△h，即圖1所示狀態(tài)。而要想保證不發(fā)生溢漏現(xiàn)象，必須小于溢水管進水口所在水位與開始補水時的水位的高度差。而且該高度差△h也是平衡管c中水流流動的唯一動力。由流體力學(xué)基本理論可知，要計算平衡管c的尺寸，要先知道平衡管c需要承擔(dān)的流量。而當(dāng)水流達到動態(tài)平衡時，管道a與平衡管c之間的流量必須相等。但由于精確計算管道a的流量比較困難，本文試從討論管道a和管道b流量的關(guān)系出發(fā)，來大致估算流經(jīng)管道a的流量。一、管道a與管道b流量的分析根據(jù)流體力學(xué)理論，假設(shè)在運行過程中，水為理想流體，且為定常流動。則根據(jù)伯努利方程，1-1斷面與3斷面之間的能量方程為:2-2斷面與3斷面之間的能量方程為:式中:Pa1、Pa2—水表面大氣壓力，Pa：ρ—水的密度，kgm3g—重力加速度，mS2；P3—3斷面處壓力，Pa；Va—管道a的流速，ms；λ—沿程阻力系數(shù)，無因次量；la—管道a的長度，m；da—管道a的直徑，m；ρξa—管道a的局部阻力系數(shù)和，無因次量；V′2—冷卻塔2集水盤表面水流速度，ms；Vb—管道b的流速，ms；lb—管道b的長度，m；db—管道b的直徑，m；ρξb—管道b的局部阻力系數(shù)和，無因次量在對各種冷卻塔樣本進行計算后，確知進水在經(jīng)過填料層流至集水盤上表面時，流速一般小于0101ms，故在式2中將含V′2的那一項略去。由于運行的冷卻塔風(fēng)機的抽吸作用，Pa2會小于Pa1，在這里為了簡化計算，忽略該因素。將2-1可以得到△h=h2-h1，其最大值為溢水管進水口所在水位與開始補水時的水位的高度差。查閱樣本知其值大概在012m-014m之間。在如圖1所示的這種接管方式中，la=lb，da=db，ρξa=ρξb，從而：由式4可以判斷，Vb≥Va。而Vb-Va的值受尺寸、管長和水位高度差的影響。在進行大量實例計算后，發(fā)現(xiàn)尺寸和管長對速度差的影響很小，而水位高度差對速度差的影響則相當(dāng)大。同時，當(dāng)速度的大小不同時，速度差的變化也很大。速度越大，速度差越小。在常用的速度范圍內(nèi)1～215ms，速度變化率在25%～5%內(nèi)。由此可見，流經(jīng)管道b的流量總是大于流經(jīng)管道a的流量，其差額隨著具體的情況而有所不同。但若接管方式不同于圖1，則由于阻力系數(shù)的不相等，可能會出現(xiàn)不同于上述分析的現(xiàn)象。二、冷卻塔平衡管c的尺寸計算由以上計算可知，流經(jīng)平衡管c的流量總是小于進水管總流量的一半。假設(shè)進水管總流量為Q，若取Q2為平衡管需要承擔(dān)的流量，則可以認為計算出來的平衡管尺寸是比較安全的尺寸當(dāng)然也可以先估算出管道a的流量，并以該流量為平衡管需要承擔(dān)的流量來計算平衡管尺寸。以Q2作為流經(jīng)平衡管的流量，來討論平衡管的尺寸。同樣利用伯努利方程:式中:lc—平衡管長度，m；dc—平衡管直徑，m；Vc—平衡管中水流速度，ms；ρξc—平衡管c的局部阻力系數(shù)和，無因次量同樣忽略Pa1與Pa2差值的影響，并將含V′2的那一項忽略不計，則由5式可推出又由流量計算公式Q=A×V知:由7式有:將8式代入6式并整理有:式9即為計算平衡管尺寸的公式。再將9式寫成函數(shù)的形式:然后求fd=0的解即可。而該方程可用牛頓迭代法解，即:在確定其他參數(shù)的值以后，以某初始值d0代入10式進行迭代計算，即可求解。三、冷卻塔平衡管的計算實例某實際工程選用兩臺流量為250m3h的冷卻塔，設(shè)計出水管尺寸為200mm。各參數(shù)取值如下:λ=01037，ρ彎頭=1，ρ進口=019，ρ彎頭=019，ρ蝶閥=015，平衡管計算流量取125m3h?！鱤分別取012m，013m，014m進行模擬計算，結(jié)果如表1。表1模擬計算結(jié)果觀察表1的計算結(jié)果就會發(fā)現(xiàn)，在流量固定時，△h對冷卻塔平衡管尺寸的影響不可忽視。而從樣本查閱，不同的塔的△h值并不完全相同，這就告訴我們設(shè)計人員，在為冷卻塔選用平衡管時，不能簡單的將主管道的尺寸作為平衡管的尺寸，而應(yīng)該要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行詳細的計算。如果在實際的冷卻塔工程中發(fā)現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，我們可以依據(jù)此計算公式對其進行分析，就會知道引起溢漏的原因大致如下:1尺寸選擇過小，流通能力有限。2管道中有污物堵塞，或者碟閥損壞而不能全開，導(dǎo)致阻力系數(shù)變大，減小流通能力。3并聯(lián)出水干管的阻力本身就不平衡，導(dǎo)致管道a承擔(dān)的流量大于管道b承擔(dān)的流量，即使平衡管承擔(dān)的流量大于總流量的一半。四、結(jié)論本文對敞開式冷卻塔并聯(lián)運行時平衡管尺寸的定位進行了理論推導(dǎo)，并得到了相應(yīng)的計算公式。研究表明，水位高度差對平衡管尺寸具有不可忽視的影響，建議設(shè)計師在計算時，應(yīng)該結(jié)合實際工況來進行計算。---------更多技術(shù)性文章，盡在冷卻塔官網(wǎng)。

從遙控到自控海爾中央空調(diào)業(yè)內(nèi)初次完成全系觸網(wǎng)

保定中心空調(diào)、保定中心空調(diào)裝置親近關(guān)注：海爾中心空調(diào)已將將來物聯(lián)網(wǎng)國際成為實際。這一將來國際不僅僅是經(jīng)過操控軟件進行人與智能設(shè)備的遙控交互，而是智能設(shè)備進行主動調(diào)理，擺脫了人腦”操控，愈加具有智能和前瞻性。作為全球首家全系列商品完成智能化且接入大數(shù)據(jù)云渠道的生產(chǎn)商，海爾中心空調(diào)推出的智能開發(fā)渠道，也以三大優(yōu)勢，將用戶體會表現(xiàn)到了極致：第一是使用智能云習(xí)慣，讓中心空調(diào)具有自立考慮”能力；第二是具有智能睡覺功用，供給舒適睡覺處理計劃；第三是手機、PAD智能終端互動，可完成網(wǎng)絡(luò)遠程操控；一起具有語音遙控交互，能夠完成用戶與商品與效勞團隊的實時交流。據(jù)海爾研制人員介紹，渠道能實時對設(shè)備智能化體檢”，保證中心空調(diào)設(shè)備無故障工作，處理用戶設(shè)備保護的痛點”。一起，也能夠使用大數(shù)據(jù)專業(yè)分析供給私家定制的節(jié)能計劃測試報告顯現(xiàn)，定制計劃能節(jié)能約30%以上。