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在制冷行业中,冷却塔有很重要的作用,本文介绍一下冷却塔的工作基本原理和工作过程。
一、冷却塔的重要性
冷却塔在众多领域中发挥着关键的散热作用。它能够有效地降低水温,为各种设备和系统的正常运行提供保障。
如果冷却塔不能正常工作,将会导致水温过高,进而影响设备的性能和寿命,甚至可能引发故障。
因此,了解冷却塔的工作原理和过程对于确保其高效运行至关重要。
二、冷却塔工作基本原理
干燥(低焓值)的空气在风机的抽动下,从进风网处进入冷却塔内。此时,饱和蒸汽分压力大的高温水分子会向压力低的空气流动,而湿热(高焓值)的水则自播水系统洒入塔内。
当水滴和空气接触时,会发生两方面的作用。一方面,由于空气与水的直接传热,热量会从水传递到空气中。
另一方面,由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差,在压力的作用下会产生蒸发现象,带走 蒸发潜热 ,从而将水中的热量带走,即蒸发传热。通过这两种方式,冷却塔达到了降温的目的。
三、冷却塔的工作过程
以圆形逆流式冷却塔的工作过程为例。热水从主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉被压至冷却塔的播水系统内。
然后,通过播水管上的小孔,水被均匀地播洒在填料上面。干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内。
当热水流经填料表面时,会形成水膜,与空气进行热交换。高湿度高晗值的热风则从顶部抽出,冷却后的水滴入底盆内,再经出水管流入主机。
一般情况下,进入塔内的空气是干燥低湿球温度的空气。在这种情况下,水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差。
当风机运行时,在塔内静压的作用下,水分子会不断地向空气中蒸发,成为水蒸气分子。
随着水分子的蒸发,剩余的水分子的平均动能便会降低,从而使循环水的温度下降。
四、蒸发降温的原理与限制
从以上分析可以看出,蒸发降温与空气的温度(通常说的干球温度)低于或高于水温无关。
只要水分子能不断地向空气中蒸发,水温就会降低。然而,水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时,水分子会不断地向空气中蒸发。
但当水气接触面上的空气达到饱和时,水分子就蒸发不出去了,而是处于一种动平衡状态。
此时,蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量,水温保持不变。
由此可以看出,与水接触的空气越干燥,蒸发就越容易进行,水温就容易降低。