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如何加快冷却塔水的蒸发散热速度
发布时间: 2013-12-14         文章来源: 慧聪空调制冷网         作者:          人气: 


水在冷却塔中进行冷却的过程中,把水形成很小的水滴或极薄的水膜,扩大水与空气的接触面积和延长接触时间,是加强水的蒸发汽化,带走水中的大量热量,所以水在冷却塔中冷却的过程是传导散热和蒸发散热的过程。

    从分子运动理论来说,水的表面蒸发是由分子热运动而引起的,分子的运动又是不规则的,各分子的运动速度大小不一样,波动范围很大。当水表面的某些水分子的动能是以克服水内部对它的内聚力时,这些水分子就从水面逸出,进入空气中,这就是蒸发。由于水中动能较大的水分子逸出,那么余下来的其他水分子的平均动能减小,水的温度也随之降低,使水得到冷却,这就是蒸发散热的主要原因。所以蒸发散热是水分子运动的结果。

    水的蒸发散热可以在沸腾时进行,也可以在低于沸点的温度下进行,而自然界中的蒸发散热大都是在低于沸点的温度下进行的蒸发。热水在冷却塔内的冷却是在低于沸点的情况下进行的蒸发散热现象。从水面逸出的水分子,相互之间可能进行碰撞,或者逸出去的水分子与空气中已有的水分子之间进行相互碰撞,那么又可能重新进入到水中。如果在单位时间内逸出水分子多于回到水面中的水分子,那么水就不断蒸发,水温也就不断地降低,水就得到冷却。

    水的表面蒸发因在水温低于沸点的情况下进行,这时,水和空气的相交面上存在着蒸气的压力差,一般认为水与空气的接触中,在其交界面处存在着一层极薄的饱和气层,称为水面饱和气层。水首先蒸发到饱和气层中去,然后扩散到空气中去。

    设水面饱和气层的温度为t1,水面的温度为tf,水滴越小或水膜越薄,那么t1tf就越接近。设水面饱和气层的饱和水蒸汽分压力为p1,而远离水面的空气中,温度为t时(t为干球温度)水蒸气的分压力为p2,那么它们之间的分压力差为:△p=p1-p2

    这个△p就是水分子向空气中蒸发扩散的推动力,只要存在p1p2(即△p为正值),那么水的表面一定产生蒸发,水一定会冷却,而与水面的温度tf是高于还是低于水面以上的空气温度t无关。如果说蒸发所消耗热量用H表示,那么在p1p2的条件下,蒸发热量H总是由水面跑向空气,水中的热量总是减小的。

    为加快水的蒸发散热速度,在冷却塔内要采取以下两条措施:

    1.增加热水与空气之间的接触面积。接触面积越大,水分子逸出的机会越多,蒸发散热就越快。而水与空气的接触主要是在冷却塔内的淋水填料中进行,则一方面要求水在淋水填料中形成的水滴越小越好、水膜越薄越好;另一方面要求填料本身越薄越好,即填料的面积越大越好(填料越薄,总面积越大)。

    2.提高填料中水膜(或水滴)水面空气流动的速度,使从水面逸出的水蒸气分子迅速地扩散到冷却塔外部的空气中去,维持扩散的推动力为常数,就是不使△p降低下来。如果不迅速地排除逸出的水蒸气分子,就会使空气中的水蒸气分压力p2升高,使△p=p1-p2值变小(蒸发推动力减小),不利于蒸发。所以要保持一定的风量和风速。