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摘 要

冷却塔是现阶段被广泛使用的主要冷却设备之一。为了提升冷却塔的性能，在过去的近百年，人们一直在对冷却塔的性能优化进行研究。因为填料作为冷却塔的热质交换核心被广泛关注。

本文首先对冷却塔的作用，种类，各部分组成，研究难点进行讨论，对冷却塔内部填料的发展变迁进行详细的介绍，选择逆流式自然通风冷却塔为研究对象，对自然通风冷却塔进行热力理论分析，在建立自然通风冷却塔相应的设计参数和工况条件，在通过改变自然通风冷却塔内部淋水填料的安装方式，方法是改变填料的安装高度，改变填料的类型，改变填料的片距。在确定冷却塔的冷却数和淋水填料的性能公式后，初步假定的出水温度和平均风速，根据自然通风冷却塔的热力计算原理和抽力和阻力平衡建立相关计算流程，最后确定较为准确的出口水温和平均风速，并以此为标准来衡量淋水填料的热力性能和阻力性能的标准。

关键词： 逆流式自然通风冷却塔 淋水填料 热力阻力性能 数值计算

Analysis of thermal and resistance performance of high efficiency packing in countercurrent cooling tower

Astract

Cooling tower is one of the main cooling equipment widely used at present. In order to improve the performance of cooling tower, people have been studying the performance optimization of cooling tower in the past hundred years. As the core of heat and mass exchange in cooling tower, packing is widely concerned.

Firstly, this paper discusses the function, types, components and research difficulties of the cooling tower, introduces the development and changes of the inner packing of the cooling tower in detail, selects the counterflow natural ventilation cooling tower as the research object, and analyzes the thermal theory of the natural ventilation cooling tower. In the process of establishing the corresponding design parameters and working conditions of the natural ventilation cooling tower, by changing the natural ventilation The installation method of water drenching packing in the ventilating cooling tower is to change the installation height of packing, the type of packing and the distance between pieces of packing. After determining the cooling number of cooling tower and the performance formula of drenching packing, the preliminary assumed outlet water temperature and average wind speed, the thermal process of natural ventilation cooling tower, and the balance of suction and resistance, the relevant calculation process is established. Finally, the more accurate outlet water temperature and average wind speed are determined, and the thermal performance and resistance performance standard of drenching packing are measured based on this standard..

Key words: Counterflow natural draft cooling tower Thermal resistance performance numerical calculation

目录

摘要 I

Astract II

第一章 绪论 1

1.1. 课题背景及意义 1

1.2. 冷却塔的分类和简介 2

1.3. 逆流式自然通风冷却塔 2

1.3.1. 自然通风冷却塔的结构 2

1.3.2. 自然通风冷却塔的热质交换原理 4

1.4. 国内外研究现状 5

1.5. 本文的研究思路及研究结构 7

第二章 自然通风冷却塔计算方案和参数 9

2.1. 冷却塔计算注意要点 9

2.2. 自然通风冷却塔填料属性 9

2.2.1. 填料类型适应范围介绍 9

2.2.2. 淋水填料性能的影响因素 10

2.3. 淋水填料的设置规范 12

2.4. 淋水填料的安装布置方式 13

2.5. 冷却塔设计参数的选择 13

2.6. 研究方案所采用的的核心公式： 14

2.7. 填料种类的性能公式和阻力系数 16

2.8. 本章小结 16

第三章 自然通风冷却塔计算流程及结果分析 17

3.1. 自然通风冷却塔的数值模拟过程步骤 17

3.2. 自然通风冷却塔的数值计算流程 18

3.3. 根据采用的步骤建立计算程序 19

3.4. 计算结果和数据分析 21

3.4.1斜波类填料的计算结果和分析 21

3.3.3.不同材质填料的计算结果 22

3.3.4不同片距填料的计算结果 23

3.4. 本章小结 23

第四章 结论和展望 25

4.1. 结论 25

4.2. 研究不足和展望 25

参考文献 27

第一章 绪论

• 1. 课题背景及意义

随着国家工业化水平的不断发展，水作为冷却介质被大量用于工业生产，据统计，在城市及工业用水当中，冷却水量就占了其总用水量的70% ～ 80%^[1]，据统计，一个年发电量接近十万千瓦的发电厂，冷却水需求就在8500t以上^[2]，某些大型企业化工用水甚至超过了部分城市用水。并且我国水资源分配并不充沛，中西部地区水资源紧缺，成为了限制我国东西部发展的主要因素之一，在大部分工业生产中，水作为主要的冷却剂来吸收大部分工业生产产生的大量余热，每天需求量巨大，因为环境污染的原因冷却水不能直接排入河流，需要经过冷却后循环使用。在工业生产中，冷却水达到了总用水量的百分之九十以上，若采用循环水装置，就可使补充水量减少至循环用水量的百分之五左右^[3]。所以由于我国水资源的紧缺，所以循环利用水资源是一个很好的解决途径，而冷却塔是能够达到这种效果的并且普遍被采用的冷却设备之一。

在冷却塔内部填料区域，填料层是主要的热质交换区域，填料的使用由早期的木质材料到现在主要采用的薄膜式淋水填料，越来越多的学者对淋水填料的做出了详细的研究，已经确定的结论是，淋水填料的种类和布置方式均会对冷却塔性能有一定程度的影响。冷却塔填料的布置高度，单片之间的距离，填料区的不均匀布水方式，填料的不均匀排布均会对换热效果和阻力性能产生重要的影响^[5]。为了整体提高冷却塔的整体性能，国内外一直在进行关于冷却塔高效填料的研究。因此，要探索出适合冷却塔的高效填料，对我国发电行业的的运行效率和节能减排有很大的意义。

• 1. 冷却塔的分类和简介

冷却塔的工作原理主要概括为用冷却水吸收工业生产活动中产生的余热，接着再用吸收热量的水与大气中的空气进行热交换，通过空气最终把工业废热排送至大气^[6]。冷却塔的主要部件有1.通风筒2.吸水器3.集水器4.配水装置5.淋水装置。

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