S23-4冷却塔热力计算基本方程三变量分析 t、、P理论推导的理论公式热力计算法两变量分析t、按经验（实验测得）经验公式或图表计算法
§23-4冷却塔热力计算基本方程 三变量分析 t、 θ、P 理论推导的理论公式 热力计算法 两变量分析t 、i 按经验（实验测得）经验公式或图表计算法
（麦克尔）焰差方程：一、Merkel（近似性）（两变量t、分析法）1、Lewis（刘易斯）比例系数：湿空气的比热：ααCS1.05 (kJ/kg℃)βxvPC=C.+C x=1+1.84xshg（实验）（近似值）
一、Merkel （麦克尔）焓差方程： （近似性）（两变量t 、i分析法） 1、Lewis （刘易斯）比例系数： 湿空气的比热: （kJ/kg℃） （Csh=Cg+Cq x=1+1.84x） （近似值）（实验） = = = 1.05 xv v x Cs h
2、方程假设条件：a=1.05是适用的。(近似性)(1)Lewis比例系数（ββr(2)水面与水内部温度相同。(3)略去了比热C、蒸发热 %与温度0的关系。(4)方程中的略去了蒸发水量。（进、出水量不变的假定）3、Merkel方程推导：空气饸：不饱和（实际）i=Csh+ox水面烩：（饱和层：t=t水温；含湿量：x"）i"i"=Csh tf+ Yox
2、方程假设条件： (1) Lewis比例系数 是适用的。(近似性) (2)水面与水内部温度相同。 (3)略去了比热 C、蒸发热 γ0 与温度θ的关系。 (4)方程中的略去了蒸发水量。（进、出水量不变的 假定） 3、Merkel方程推导： 空气焓：不饱和（实际）i=Cshθ+ γ0 x 水面焓：（饱和层：t f=t水温；含湿量：x″）i″ i″=Csh t f+ γ0x″ = = = 1.05 xv v x Csh
水面饱和层向空气散发的热量dH = dH。 + dHβ =α,(tr -0)dV +Yoβ, (x"- x)dV(t, -0)+0(x"-x) dv1X1x1= βm[csh(t, -0)+ (x"-x)]av= βr [(Csht, + Yox")-(Cs,0 + Yox)]dVdH = β(i"-i)dVMerkel烩差方程
水面饱和层向空气散发的热量： Merkel焓差方程。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (C t x ) (C x)dV C t x x dV t x x dV dH dH dH t dV x x dV xv s h f s h xv s h f f xv v xv v f xv 0 0 0 0 0 = + − + = − + − = − + − = + = − + − dH = xv (i − i)dV
二、逆流式冷却塔热力计算：（一)热力学平衡方程推导：排山空气1、水在塔内是冷却降温过程进水0克2.取微元dz，在dz内水所散失Px的热量：dHs=CwQ,t[Cw(QzdQu)+dor+dr(t一dt))0进入该层水流量Q-水温，t-P2x93水的比热C进人空6W山水10-0中CQ,t流入该层的水所含热量
二、逆流式冷却塔热力计算： (一)热力学平衡方程推导： 1、 水在塔内是冷却降温过程， 取微元dz ，在dz内水所散失 的热量： dHS=CwQz t－[Cw (Qz－dQu ) (t－dt)] Qz——进入该层水流量, t——水温, Cw——水的比热, CwQz t——流入该层的水所含 热量
在该层中：中-水的蒸发量，dQ.水温降低量。dt—7出该层水的含热量：Cw(QzdQu)(tdt)散失热量：dH为进出水含热量之差：:.dH, = CwQ.t -CwQ.t +CwQ.dt +CutdQu-CdQud+dH, = CwO.dt +CwtdQ略去二阶微量: dH, = C,Qdt +C,tdo.(k/h)Q,~Q
在该层中： dQu——水的蒸发量， dt——水温降低量。 出该层水的含热量： Cw(Qz－dQu )(t－dt) 散失热量：dHs为进出水含热量之差： ↑ 略去二阶微量 Qz≈Q s w z w u s w z w z w z w u w u dH C Q dt C tdQ dH C Q t C Q t C Q dt C tdQ C dQ dt = + = − + + − ( ) h k J dHs = Cw Qdt +Cw tdQu
2、空气在塔内是增炝（增温、增湿）过程，增恰为di在dz后吸收的总热量dHk，为：dHk=GdiG-一空气流量，(kg/h)由能量平衡：水温下降散热量=空气吸收热量dH, = dH(1)即: Gdi=CwQdt +CwtdQ中
2、空气在塔内是增焓（增温、增湿）过 程，增焓为di在dz后吸收的总热量dHK， 为： G——空气流量，（㎏/h） 由能量平衡： 水温下降散热量=空气吸收热量 即： (1) dH Gdi k = s k dH dH = w w u Gdi = C Qdt +C tdQ
CwQdt变化可得：0Gdi =CwtdQu1-Gdi设：中K =1_ CutdQu(2)Gdi则原式：01Gdi=C.OdtKK蒸发水量散热的流量系数将(1)式代入(2)式中:dHCutdQ2K =1-dHCwQdt +CutdQ
变化可得： 设： (2) 则原式： K——蒸发水量散热的流量系数。 将(1)式代入(2)式中： Gdi C tdQ C Qdt Gdi w u w − = 1 Gdi C tdQ K w u = 1− C Qdt K Gdi w 1 = s u w w u w u dH dH C Qdt C tdQ C tdQ K = − + = 1− 1
dH一蒸发带走的显热，(该dz层内)dH一水蒸发热量。克:.dH=(1 -K)dHsCw tdQu=(1 -K)dHs积分得：Cwt Qu=(1-K) HsCwtQu:K=1Hst一出塔水温K 按经验：:K=1586 - 0.56(t2 - 20)
dHu—蒸发带走的显热，(该dz 层内) dHs—水蒸发热量。 ∴dHu=(1－K)dHS Cw tdQu=(1－K)dHS 积分得： Cw t 2 Qu=(1－K) HS t 2—出塔水温, K 按经验： s w u H C t Q K 2 = 1− 586 0.56( 20) 1 2 2 − − = − t t K
最不利工况是夏季，一般高，β大。o在dz层中：空气吸热量dH~蒸发散热量dHβx ("-i)dV~一C.OdtK变换积分：CudtK(i"-i)D平衡方程：βdtC-tixvWJtzi"-iKQ
最不利工况是夏季，一般θ高， φ 大 。 在dz层中： 空气吸热量dHK ≈蒸发散热量dH 变换积分： 平衡方程： ( ) C Qdt K xv i i dV w 1 − ( ) − = K i i C dt dV Q xv w − = 1 2 t t xv w i i dt K C V Q