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闭合冷却塔的换热效果

经过理论分析计算,对一个 80t/h 的标准型闭塔来说,相同工况下和等径及等耐压条件下与紫铜管比,如果管材的导热系数大于 10W/( m•K) ,需要增加换热面积 8% 左右; 如果管材的导热系数达3W / ( m•K) ,需要增加换热面积 33% 左右; 如果管材的导热系数达 0. 5W/( m•K) ,需要增加换热面积215% 。然而,相对成熟的塑料材料( 例如聚乙烯、聚丙烯等) 的导热系数仅仅能达到 0. 2 ~ 0. 4 W/( m•K)左右,即使采用一般的导热塑料,也未见有导热系数大于 3 W/( m•K) 的报道,故仅仅用塑料代替金属是不够的。采用了毛细管网后,在相同的换热体积内,闭塔的换热面积会大大增加,因此有更大的可行性。毛细管网在闭塔中的传热系数和换热面积分析,闭塔的换热过程如下: 在换热盘管外喷淋水并且强制通风,热从盘管内的被冷却流体经壁面传给管壁面外的喷淋水,再通过喷淋水与空气的强制对流传给空气,而喷淋水向空气的传热,主要是由喷淋水蒸发的潜热和喷淋水与空气的显热交换组成的。因此,闭塔的换热模型有两个过程,一是管内流体被管外喷淋水冷却,换热驱动力为温差,管的作用为间壁式换热器; 二是喷淋水与空气换热,换热驱动力为空气中水蒸汽的分压差和空气与水的温差,管外壁的作用相当于开式冷却塔的填料。换热面积取决于管表面上所形成的喷淋水膜向空气的散热与同一面积下管内流体向管外喷淋水传热之间的热平衡。为比较毛细管网与传统盘管冷却塔的区别,现以导热系数较低的 PE-RT材料制成毛细管网,分析其对闭塔热阻的影响。由以上传热过程分析得知,总的传热过程由六部分热阻组成: 管内对流换热热阻、管内污垢热阻、管壁导热热阻、管外污垢热阻、管外对流换热热阻。毛细管网闭塔的经济性分析,作为一种成熟的工业产品,闭塔不仅要保证换热效果,还要综合考虑其体积、重量及成本等直接关系到其销售的重要因素,并且也受管内流阻和气侧风阻等技术指标的制约。

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