【正文】 散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱 ， 降低水溫，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，裝置一般為桶狀，故名為冷卻塔。 摘 要 冷卻塔是一種廣泛應(yīng)用的熱力設(shè)備，其作用是通過(guò)熱質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。 其冷 卻原理 是利用水與空氣流動(dòng)接觸后進(jìn)行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽，蒸汽揮發(fā)帶走熱量達(dá)到蒸發(fā)散熱 。 冷卻塔是集空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、材料學(xué)、靜、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)，加工技術(shù)等多種學(xué)科為一體的綜合產(chǎn)物 。 本文主要冷卻塔的工作原理，選用類(lèi)型，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)冷卻塔的外殼進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括上塔體殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和下塔體水槽強(qiáng)度計(jì)算。 關(guān)鍵詞： 冷卻塔；逆流式；設(shè)計(jì)；蒸發(fā)散熱； Structure Design of the Cooling Tower Abstract The cooling tower is a kind of widely used thermal equipmentitsfunction is through the heat exchange of the high temperature coolingwater heat into the atmosphere, thereby reducing the temperature of cooling water. The cold is the use of water and air flow after the contact heat exchanged to produce steam, steam heat to volatile evaporation dissipation, convection and radiation heat transfer principle of dispersed or industrial waste heat generated in the refrigeration and air conditioning to reduce the evaporation temperature of the heat radiating device, in order to e nsure the normal operation of the system, device is generally named for the barrel, cooling tower. The cooling tower is in aerodynamics, thermodynamics, hydrodynamics, chemistry, biological chemistry, material science, mechanics, static and dynamic structure, processing technology and other disciplines as one of the products. Water quality for multi variable function, cooling is multi factor, multi variable and multi process of prehensive effect. The working principle, this thesis mainly introduces the counter flow cooling tower type selection, structure design, and the cooling tower shell is designed, the calculation of the tower body shell design and under the tower body sink strength. At the end of the paper should be paid attention to in the choice of materials used when problems and manufacturing technology, and the prospect of cooling tower application prospect in china. Key words: Counterblow cooling tower。 evaporative cooling。 玻璃鋼具有耐腐蝕，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，易成型及性能可以根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，用來(lái)制作冷卻塔可以使塔體小、占地面積小、耗電低、造型美觀、冷效高、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)及安裝方便和造價(jià)低等。玻璃鋼冷卻塔和混凝土冷卻塔以及木結(jié)構(gòu)冷卻塔的比較 [1]。另外，目前我國(guó)循環(huán)水量在1000m3/h 以?xún)?nèi)機(jī)械通風(fēng)塔，幾乎全部被逆流式冷卻塔代替；就是循環(huán)水量在20204000m3/h 的大型逆流式冷卻塔也開(kāi)始被 玻璃鋼 式冷卻塔所取代。 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 （ 1） 進(jìn)一步提高冷卻塔的冷卻效率，主要研究開(kāi)發(fā)動(dòng)力消耗少、熱力性能高的冷卻塔。 （ 3） 研究超低噪聲冷卻塔，降低噪聲污染，改善居住環(huán)境。 （ 5） 研究高效親水材料，提高熱交換效率。 （ 7） 加強(qiáng)冷卻塔支撐結(jié)構(gòu)的防腐和穩(wěn)定研究，提高冷卻塔的使用壽命。 冷卻塔的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 伴隨工業(yè)生產(chǎn)的發(fā) 展和人民生活水平的不斷提高，我國(guó)各類(lèi)冷卻塔產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造水平也得到了飛速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)化水平有了跨躍式的提高，冷卻塔產(chǎn)品基本上可以滿足我國(guó)重大裝備配套的需求。產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于空調(diào)、制冷、空壓站、加熱爐及冷凝工藝、精密鑄造，塑膠、化工、服裝機(jī)械、食品、醫(yī)療、科研、包裝、印刷、電鍍、電子、液壓機(jī)械、電力電爐、注塑機(jī)械、制 藥、紡織、印染、油田、造紙、發(fā)電、化肥、輕工、冶金、制鹽、焦化煤氣、卷煙以及科研單位、賓館、商場(chǎng)、影劇院、民用建筑等。冷卻塔設(shè)備是化工、電力、冶金、紡織、造紙等現(xiàn)代化工礦企業(yè)和各種民用工程（例：賓館、醫(yī)院、商業(yè)中心、辦公大樓）等實(shí)現(xiàn)設(shè)備冷卻或者空調(diào)制冷中實(shí)行循環(huán)用水冷卻的理想節(jié)水型設(shè)備，其前景廣闊市場(chǎng)巨大。并且要使干濕式冷卻塔設(shè)計(jì)、選型、報(bào)價(jià)、成本管理等計(jì)算機(jī) 化、模塊化，再利用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，這樣不僅可以更加的全面占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，同時(shí)在國(guó)外市場(chǎng)占據(jù)更多的份額。凈化冷卻塔市場(chǎng)、健全競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制、不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，以便進(jìn)一步的使我國(guó)的冷卻塔的技術(shù)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)水平得到更好的發(fā)展。因此， 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 國(guó)外的冷卻塔技術(shù)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)良多，核心技術(shù)也掌握在國(guó)外的企業(yè)，研究機(jī)構(gòu)手中。對(duì)于國(guó)外冷卻塔的技術(shù)成熟以及在各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)為企業(yè)及國(guó)家縮減成本，同時(shí)能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。 冷卻塔的工作原理 冷卻塔 是利用水和空氣的接觸，通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí)，由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達(dá)到降溫之目的 [2]。 從以上分析可以看出， 蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說(shuō)的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會(huì)降低。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動(dòng)平衡狀態(tài)。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低。 ⒉ 按熱水和空氣的接觸方式分有濕式 冷卻塔 、干式 冷卻塔 、干 濕式 冷卻塔 。 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 ⒋ 按用途分一般空調(diào)用 冷卻塔 、工業(yè)用 冷卻塔 、高溫型 冷卻塔 。 ⒍ 其他如噴流式 冷卻塔 、無(wú)風(fēng)機(jī) 冷卻塔 、雙曲線 冷卻塔 等。前兩種形式技術(shù)成熟、安全可靠、國(guó)家已有標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)，因此應(yīng)用最廣。因此，在不受場(chǎng)地條件限制的情況下，最好選用逆流塔。 ③ 在熱工性能相同的條件下，橫流塔填料用量大，但清洗方便。但在橫流塔中，逆流式殼體結(jié)構(gòu)則只起圍護(hù)作用。 逆流式冷卻塔的主要性能 冷卻塔的性能主要有熱力性能、噪聲、耗電比、飄水率和填料性能等。 (2)噪聲 噪聲是環(huán)境保護(hù)方面的要求。h 1） 噪 聲 指 標(biāo) B 型 D 型 C 型 G 型 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 8 15 30 50 75 100 150 200 300 400 500 600 800 900 1000 66． 0 67． 0 68． 0 68． 0 68． 0 69． 0 70． 0 71． 0 72． 0 72． 0 73． 0 73． 0 74． 0 75． 0 75． 0 60． 0 60． 0 60． 0 60． 0 62． 0 63． 0 63． 0 65． 0 66． 0 66． 0 68． 0 69． 0 70． 0 71． 0 71． 0 55． 0 55． 0 55． 0 55． 0 55． 0 58． 0 58． 0 60． 0 61． 0 62． 0 62． 0 64． 0 67． 0 68． 0 69． 0 70． 0 70． 0 70． 0 70． 0 70． 0 75． 0 75． 0 75． 0 75． 0 75． 0 78． 0 78． 0 78． 0 78． 0 78． 0 （ 3）耗電比 冷卻塔的耗電比是指實(shí)測(cè)風(fēng)機(jī)電機(jī)的輸入功率與實(shí)測(cè)冷卻水之比。 （ 4）飄水率 飄水率為單位時(shí)間內(nèi)冷卻塔風(fēng)筒飄出的水量（ Kg/h） 與進(jìn)入冷卻塔水量（ kg/h）之比。進(jìn)塔最高水溫 t1=43℃ 處理后要求達(dá)到的水溫 t 2=33℃ ， 大氣干球溫度 ℃ ， 大氣濕球溫度 28℃ ， 噪聲要求 dB(A)， 然后按照選型曲線選擇，如掛圖 1 選出 BNGD100 型的冷卻塔。冷卻塔按照設(shè)計(jì)要求其基本尺寸如下 ： 上塔體尺寸 =2110mm 下塔體尺寸 =590mm 塔體直徑 =3206mm 風(fēng)扇外型尺 寸 =1440mm 盤(pán)管結(jié)構(gòu) 盤(pán)管外噴淋水吸收盤(pán)管表面熱量，溫度升高而蒸發(fā)，使空氣的焓值增加，從而達(dá)到換熱的目的，根據(jù)工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，一般情況下噴淋式冷卻塔的撒熱效率和盤(pán)管面積成一次方程的關(guān)系，取冷卻塔內(nèi)的換熱盤(pán)管進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)分析，換熱盤(pán)管內(nèi)冷卻水將熱量傳遞給管外循環(huán)噴淋水，其傳熱方程式為： 0 0 1()i i i i w tM c dt K t t N D d??? 式（ 31） 式中 iM 盤(pán)管內(nèi)冷卻水的質(zhì)量流量， Kg/s ； ic 盤(pán)管內(nèi)冷卻水的比熱， J/(Kg ℃ )； it 盤(pán)管內(nèi)冷卻水溫度，℃； wt 盤(pán)管外噴淋水溫度，℃； 0K 傳熱系數(shù)； tN 每排盤(pán)管的根數(shù)； 0D 換熱盤(pán)管的外徑尺寸； 冷卻盤(pán)管在運(yùn)行時(shí)，由于噴淋水、冷卻水中含有懸浮物或固體雜 質(zhì)，在管壁表面長(zhǎng)期沉積形成污垢，影響管壁換熱，但因?yàn)槲酃傅某煞莺徒Y(jié)構(gòu)性質(zhì)等各不相同，很難天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 精確計(jì)算得到污垢的熱阻理論值。 圖 每個(gè)管排平面內(nèi)的盤(pán)管根數(shù) tN 由下式得出： 1t tBN P?? 式中， tP 換熱盤(pán)管橫向管間距， m； 淋水裝置 淋水裝置的類(lèi)型及種類(lèi)直接關(guān)系到冷卻塔的工作效率按淋水在散熱時(shí)不同的形式，淋水填 料可分為點(diǎn)滴式、薄膜式、點(diǎn)滴薄膜式三類(lèi) [3]。 斜交錯(cuò)填料具有技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計(jì)合理，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用，冷卻效果好，通風(fēng)阻力小，親水性強(qiáng)，接觸面積大等優(yōu)點(diǎn)。 一、性能特點(diǎn)： 適應(yīng)溫度： 65℃ ~35℃ 化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸、堿及有機(jī)溶劑的腐蝕。 二、規(guī)格： 502560 寬度： 125400mm 長(zhǎng)度： ～ 177。對(duì)配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是供水水壓低，壓力分布均勻，通風(fēng)阻力小，運(yùn)行可靠，維護(hù)簡(jiǎn)便。對(duì)與中小型冷卻塔，多采用旋轉(zhuǎn)布水器系統(tǒng)。它由旋轉(zhuǎn)布水頭和水管兩部分組 成 冷卻塔中的淋水裝置由配水管及噴淋頭組成 ,在循環(huán)水回水余壓的作用下將循環(huán)水分配后進(jìn)行均勻噴淋 ， 其所用材料不用鋼管 ， 均為 PVC 塑料 ,這樣不僅增加了濺水裝置的使用壽命 ，而且避免了 水質(zhì)污染，還降低了成本。特點(diǎn) ： ，風(fēng)機(jī)流量系數(shù)大于離心風(fēng)機(jī)，全壓系數(shù)高于軸流式風(fēng)機(jī)，直徑系數(shù)小于離心風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)方向和出風(fēng) 方向于一條軸線上，進(jìn)出口直徑相同，風(fēng)機(jī)可直接安裝在管道上，占地少，最適合于直管道加壓送風(fēng)和排風(fēng) 。 相對(duì)直徑達(dá)到的，由于工作輪轂錐角較小避免轉(zhuǎn)子輪轂與后導(dǎo)葉輪轂有較大凹凸臺(tái)而造成氣流分離，從而提高了風(fēng)機(jī)的效率降低了噪聲。 風(fēng)筒和導(dǎo)圈 冷卻塔的風(fēng)筒分為兩類(lèi)，一類(lèi)是動(dòng)能回收型風(fēng)筒，另一類(lèi)是動(dòng)能不回收型風(fēng)筒。這時(shí)就可以不要風(fēng)筒擴(kuò)散段，使風(fēng)筒收縮段與導(dǎo)流圈合二為一。 集水池設(shè)計(jì) 冷卻塔集水池的作用是匯集淋水裝置掉落下來(lái)的水滴，同時(shí)起到調(diào)節(jié)和儲(chǔ)存水量的作用。風(fēng)載荷可以根據(jù)塔體形狀、使用地點(diǎn)氣候條