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冷却塔模拟计算方法论
作者：熊志平
简介： 本文简述了冷却塔冷却塔的选型，校核计算，模拟计算方法等，供大家参考。 关键字：冷却塔选型 模拟计算 冷却塔
一、简述
如上图，冷却塔放于层间，运行时冷却塔进/排风大致可分为6个区间（图中箭头表示风向，其长度表示风量大小）；它们分别是：
a 区——冷却塔在A轴方向的主要进风面，该处装有1250mm高百叶3层。
b1/b2——冷却塔入风回流区，在这两个区很可能出现负压；回流在b2区会较多出现。
c 区——冷却塔高速排风区。
d 区——冷却塔在1/A轴方向通风区，该区为负压区，风速较a区高，且以乱流出现居多。
e 区——热风扩散区；冷却塔排风经过一段距离（冷却塔排风口到建筑顶部百叶约4000mm）后，动压明显下降，静压上升，该区属正压区，其间大部分热风经建筑顶部百叶排入大气，少部分弥散后排风受阻会滞留一段时间，但，由于上下（e 区~b区）空间随机存在着压差，使得部分e区弥散的热风回流。
二、冷却塔的选型
1、设计条件
温度：38进水，32出水，27.9湿球；
水量：1430M3/H；水质：自来水；
耗电比：≤60Kw/台，≤0.04Kw/M3·h，
场地：23750mm×5750mm；
通风状况：一般。
2、冷却塔选型
符合以上条件的冷却塔为：LRCM-H-200SC8×1台。
（冷却塔[设计基准]37-32-28，此条件下冷却塔处理水量为名义处理水量）
其中，LRC表示良机方形低噪声冷却塔，M表示大陆性气候适用，H表示加高型，200表示冷却塔单元名义处理水量200M3/H，S表示该机型区别于一般冷却塔，C8表示该塔共由8个单元并联组合而成，即名义处理总水量为1600M3/H。
冷却塔的外观尺寸为：22630×3980×4130。
冷却塔配电功率：7.5Kw×8=60Kw，耗电比为60÷1600=0.0375Kw/M3·h。
三、校核计算
1、已知条件：
冷却塔LRCM-H-200SC8在37-32-28温度条件下单元名义处理水量L=200 M3/H；
冷却塔风量G=1690M3/min。
2、设计条件：
热水温度：T1=38；
冷水温度：T2=32；
外气湿球温度：Tw=27.9；
大气压：Pa=76mmHg；
处理水量：L=179 M3/min；
水气比：L/G=1.605；
热负荷：Q=1074000Kcal/h；
组合单元数：N=8。
3、冷却塔特性值
依照CTI标准所给出的计算公式
Ka·V/L=
近似计算为
Ka·V/L=×
代入数据得，Ka·V/L=1.251。
其中
当Tx=T1-0.1×（T1-T2）时，dh1=（hw –ha）；
当Tx=T1-0.4×（T1-T2）时，dh2=（hw –ha）；
当Tx=T2+0.4×（T1-T2）时，dh3=（hw –ha）；
当Tx=T2+0.1×（T1-T2）时，dh4=（hw –ha）；
水温度 湿球温度 T1 T2 Tw 38.0 37.4 35.6 34.4 32.6 32.0 27.9 焓值 35.861 34.792 31.762 29.880 27.247 26.416 21.307 焓值单位为Kcal/Kg。
随水气比的变化可得到以下数据：
L/G 1.100 1.300 1.500 1.605 1.700 1.900 2.10 Ka·V/L 0.967 1.058 1.175 1.251 1.333 1.566 1.963 由上表数值可以求得冷却塔特性曲线，再按斜率K=-0.6交于设计点（见曲线图）。
4、冷却塔冷却能力比较
由上列数值绘出设计条件之特性曲线，然后由设计点（L/G， Ka·V/L）绘出水塔特性斜线与37-32-28标准特性曲线相交得到L’/G=1.769。
即，设计条件转换到37-32-28标准条件下之当量水量
L’=（L’/G）*G
代入数据，L’=1.769×1690×60×1.1=197.3M3/h。
而LRCM-H-200S之名义处理水量L=200 M3/h，可以满足设计条件。
5、结果
LRCM-H-200S名义处理水量200 M3/h大于设计当量水量197.3M3/h，所以，此机型能满足使用要求。
四、模拟运行计算
1、建立数学模型
冷却塔实际运行中，各参数的变化是很复杂的，无论何种形式，在表示其热工特性的重要参数上，有，以焓为基准的总容积传热系数（Ka·V/L）与填料的材质特性（Ka）、冷却塔的结构形式、淋水密度（L/Al）、水气比（L/G）、塔体断面通风风速或风负荷（G/Ag）……等诸多因素；再综合冷却塔的运行环境等因素，可以设定以下条件：
1）冷却塔风机静压Ps恒定；
2）冷却塔循环水量L一定（此处不计偏差）；
3）冷却塔热容
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