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　　喷射式冷却塔的试验研究论文 Experimental study on spray cooling toents,.freelent of spray nozzles and pressure of spray perature on the thermal performance of the toe important conclusions. Keyass transfer spray cooling 1 概述 随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的提高，工业及民用建筑的用水量急剧增加，其中用量比较大的是冷却用水。设置冷却塔实现冷却水的循环使用是一项经济有效的节水节能措施，有巨大的经济效益和社会效益。 冷却塔有湿式和干式两种。在干式冷却塔中空气与水不直接接触，只有热交换.freel3/h。 在我国1977～1980年间也有人做过这方面工作，但研制出来的样机没有达到预期效果。1988～1990年间中国电子工程设计院研制了喷射式冷却塔，并与清华大学环境系合作，对喷嘴的选型做了大量试验工作，并且以日本产品为样机研制出CE-1-PL型喷射式冷却塔。在研制过程中，他们对空气入口稳流装置和出口的气水分离装置还作了改进。 然而，尽管喷射式冷却塔的发展已有20余年历史，但是国内外对它的机理研究得不够，多年来对喷射式冷却塔的改进很 少，因此有必要对这种塔型进行更深入的研究。 从1992年起清华大学热能系和北京市节能办公室合作，对喷射式冷却塔开展了试验研究和数学模拟，取得的成果对喷射式冷却塔的改进有指导意义，本文主要介绍试验研究工作。 2 试验用喷射塔的结构和实验台 为了研究喷射式冷却塔的空气动力性能（喷雾引射性能）和热工性能（喷雾冷却性能），在清华大学空调试验室建成了一个实验台。该台由试验用喷射塔、空气处理系统、水系统和量测仪表组成。 试验用的喷射塔断面尺寸可以改变，塔中喷嘴布置可能有若干方案，喷射塔长可以调整，喷射水压、进塔空气参数和进塔水温都可以控制。 图2 喷嘴布置及边界尺寸 图3 空气处理系统 图2是试验用喷射塔断面示意图。塔共有3排喷管，每排喷管上可布置5～7个喷嘴。图3是空气处理系统，可将室外新风及一部分回风的混合物处理到试验要求的参数，该系统有送风机、回风机、加湿器和加热器。图4是水系统原理图，水系统则向喷射塔供应温度一定的热水，水温由电加热控制，电加热热量不足时还可以启动水系统中的燃油热水锅炉。 图4 水系统流程图 1 喷射塔 2 浮子流量计 3 电加热器 4 水泵 5 混水箱 6 燃油热水锅炉 试验中使用的仪表主要有：分度值为0.1℃的玻璃水银温度计；通风干湿球温度计；LZB-40型转子流量计；QDF-2型热球式风速仪；铜-康铜热电偶及UJ31电位差计；Y-150型弹簧管压力表，量程0～0.4MPa。 3 试验内容和试验工况 3．1 空气动力试验 为了分析影响喷射塔内诱导空气能力的诸因素，进行了各种工况的试验。每种试验工况下都测出了进塔空气量L及同一时间的喷水量Q，进而求出气水比λ，λ=L/Q 试验工况中下： ①喷水压力p变化了7次，分别为0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.175、0.2MPa； ②喷嘴水平方向间距S变化了4次，分别为40、50、60、70mm ③喷嘴竖向间距K变化了4次，分别为200、230、250、280mm ④边界尺寸相应变化，距离A分别为70、90、105mm；距离B分别为125、150、175、205mm 3.2 热工性能试验 为了寻找影响塔内水温降的诸因素，进行了各种工况的试验，在每种工况下都测出了进、出水温度tm； ④喷压p变化5次，分别为0.05、0.075、0.1、0.125、0.15MPa； ⑤塔的边界尺寸变化两次，分别为A=110、60mm，B=125mm 和B=125、155mm，A=90mm。 4 试验结果及分析 4．1 空气动力试验 4．1．1 喷嘴间距及边界条件相同时，喷射塔的气水比随喷压变化而变化的情况如图5-7所示，其中边界尺寸A保持不变。 由这些图中可以看出两点：一是气水比随喷嘴间距K及S的增大而增大；二是气水比随喷压的增大而增大，达到一定值后不再变化。 虽然气水比λ的增加将会改善冷却效果，但是投资增加，而过大地增加喷压还会增加能耗。另外，从图5～7可看出，K×S由250×50（mm）增至280×60（mm）时，λ的增幅已经下降，而且喷压p增至0.15MPa后，λ的增势已不明显。所以在喷射塔的设计中宜取K×S=280×60（mm），运行中宜取p=0.1～0.15MPa。 图5 气水比与喷压的关系 S=60mm，K=280、250、200mm 图6 气水比与喷压的关系 S=60mm