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開式橫流冷卻塔薄膜淋水填料淺談

發布日期：[2023/3/30 17:22:32] 共閱[2511]次

閱讀人數：11 發布時間：2023/3/30 14:30:37
開式橫流冷卻塔薄膜淋水填料淺談

基本原理·

填料

01 在冷卻塔中的重要作用

     填料在開式橫流冷卻塔的作用是增加循環水與空氣的接觸面積，并延長冷卻水停留在空氣中的時間，終增加散熱量，它的效率取決于冷卻水與空氣在填料中充分接觸的程度。空氣與水直接接觸時，根據水溫不同，可能發生顯熱交換，也可能既有顯熱交換又有潛熱交換，即同時伴有質交換（濕交換）。顯熱交換是空氣與水之間存在溫差時，由導熱、對流和輻射作用而引起的換熱結果。潛熱交換是空氣中的水蒸氣凝結而放出汽化潛熱的結果，這就是我們常說的冷卻塔蒸發散熱。

填

料

2、冷卻水降溫機理

蒸發散熱通過物質交換，即通過水分子不斷擴散到空氣中來完成。水分子有著不同的能量，平均能量有水溫決定，在水表面附近一部分動能大的水分子克服鄰近水分子的吸引力逃出水面而成為水蒸氣，由于能量大的水分子逃離，水面附近的水體能量變小。因此，水溫降低，這就是蒸發散熱，

      一般認為蒸發的水分子先在水表面形成一層薄的飽和空氣層，其溫度和水面溫度相同，然后水蒸氣從飽和層向大氣中擴散，水蒸氣擴散的快慢取決于飽和層的水蒸氣壓力和大氣的水蒸氣壓力差，即道爾頓（Dolton）定律，可用下圖表示此過程。

填

料

03 結構的介紹

填料是由塑料片材通過吸塑成型或熱壓成型，吸塑成型的填料手感摸上去要比熱壓成型的填料質地柔軟，一片填料包含進風段、散熱段、導流段和收水段。

進風段是引導空氣進入填料，填料組裝后入風面是呈蜂窩狀的導流器，風阻系數小，抗擾度大、立體三維變形，使塔不會因片距不均勻而產生風分布不均勻的現象，均布的風負荷使塔的散熱填料面積得到有效使用。同時，蜂窩狀風口的三維特性，使陽光大部不能射入填料內表面，抑制了填料表面長青苔的可能。良好的布風效果，提高并穩定了水的熱交換強度。

填料中間梯形突起的波浪面是散熱段，梯形波浪是為了延展填料面積，使填料的散熱面積增長，增加散熱量，梯形的角度要做成R形圓角，讓更多的水流在板面上分布形成膜，而不是水流。導流槽和收水段降低進風阻力的同時可將水隔斷在收水器段，從而達到低飄水、高性能的效果。

       粘接式填料和懸掛式填料的區別：填料表面因循環水分蒸發，無機物濃度增大而結晶沉淀，填料表面結垢后自重變重，加上水流沖擊，發生“彎腰”變形，變形后的填料受水流沖擊力使變形更加嚴重，這是一種不可逆的“惡性張循環”。開始這種循環，粘接式填料很快就因拉力使用粘接點斷裂；而懸掛式填料在表面積垢后，隨著水流沖刷，表面過厚度的積垢會自動脫落，填料不會產生形變，同時懸掛式填料也便于清洗，無需業維護人員即可進行清洗作業。

填

料

04 性能的甄別

1、測試降溫效果

上面我們講過，冷塔的降溫機理主要表現有兩種，一種是溫差降溫，低焓值的空氣與高焓值的熱水進行直接熱交換降溫，溫差降溫空氣溫度越低熱交換量越大；但當空氣溫度高于水溫時，直接熱交換就不可能進行了（長時間后，水溫還會升高），這種狀態下只有通過水蒸發帶走熱量降溫，當然如果空氣中的水氣也是飽和狀態，則這個降溫過程也是不能進行。不論是溫差降溫還是蒸發降溫，冷卻水降溫作用大小都與參加交換介質的空氣總流量成正比，與空氣和冷卻水的交換面積（接觸面積）成正比，在接觸面積一定時，和空氣的相對流速也是成正比。

基于以上分析，針對在線運行的開式橫流冷卻塔填料的性能測試，在同一制冷系統中（一致的上塔水溫），將冷卻泵頻率控制為同一頻率，這樣可認為分配到各塔的水流量是一致的，同時將冷塔風機頻率也調整為一致，這樣可認為空氣的流速也是一致的，這時可通過以下幾個參數判定填料的性能。

2、提高填料性能的幾個途徑

一是增加填料的高度，這種情況在選擇冷卻塔時是有效的，冷卻塔型號選定后，填補的高度也就確定了。

二是保持高度不變，減少填料片材的間距，即增加填料的安裝數量，但增加填料數量，進風阻力可能會相應提高，從而會增加風機的能耗，有時并不能取的應有的效果，反而使得耗材量偏大。

三是改進板面結構，提高水流在板面上的均勻分布性，結構含比表面積、波距、片距、片材厚度等，而影響換熱效率還有進塔空氣參數、填料迎面風速、進塔風量、淋水密度、冷卻水進口溫度等。

填

料

5、是否需要更換的判定分析

填料使用的環境是高溫高熱環境，而填料的材質都是塑料材質或者是增強型塑料材質。在使用一定時間之后

原創作者：江蘇良一冷卻設備有限公司

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