冷卻塔填料的作用及如何選擇

1．冷卻塔填料的作用

冷卻塔填料的作用是人為規(guī)定塔內(nèi)氣水流路，改善填料層氣水二流體分布，從而獲得優(yōu)越的流體動(dòng)力性能和傳質(zhì)性能。我國(guó)從70年代開始研究應(yīng)用，80年代開始全面推廣。填料的波紋由機(jī)械形成，目的是盡可能增加表面潤(rùn)濕率和相間有效接觸面積。逆流式冷卻塔填料層噴水時(shí)，在相同風(fēng)速下，氣流壓降高于干燥填料層。隨著噴射水的密度增加，壓降也增加。逆流冷卻塔的比壓降實(shí)驗(yàn)曲線可用虛線表示。下方的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為載液點(diǎn)，上方的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為溢流點(diǎn)。這兩個(gè)具體點(diǎn)將冷卻塔的運(yùn)行分為三個(gè)截然不同的區(qū)域：滯留區(qū)、載流區(qū)和溢流區(qū)。當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，其對(duì)填料層中向下流水的作用力很小，可以認(rèn)為不影響水流。因此，在一定的噴水密度下，填料表面水模厚度基本不變，填料層內(nèi)的持水量也不變，加載點(diǎn)以下作業(yè)屬于定液容區(qū).在這個(gè)區(qū)域，空氣流速比干填料層大，壓降也大。氣水兩相以膜狀接觸。當(dāng)氣體流速增大到一定值時(shí)，會(huì)對(duì)下游水膜產(chǎn)生很大的作用力，從而阻礙水流順暢地向下游流動(dòng)。填料層的持水量隨著氣速的增加而增加，壓降也不斷增加。這種現(xiàn)象稱為載液，此時(shí)的表觀氣速即為載氣點(diǎn)氣速。從加載點(diǎn)看，其比壓降的斜率為3.0，加載點(diǎn)到泛濫點(diǎn)的運(yùn)行范圍屬于載液區(qū)，是冷卻塔正常傳質(zhì)運(yùn)行范圍。當(dāng)表觀氣速達(dá)到某一極值時(shí)，氣體對(duì)水的壓力足以阻擋并及時(shí)流下，填料層出現(xiàn)局部積水，稱為泛點(diǎn)。同時(shí)壓降急劇增加，氣相發(fā)生脈動(dòng)。 ，液相劇烈湍流，填料層上部出現(xiàn)積水層的霧氣夾帶。是逆流冷卻塔運(yùn)行的極限氣速，液驅(qū)區(qū)是逆流冷卻塔運(yùn)行過程中應(yīng)嚴(yán)格避免的范圍。泛點(diǎn)的參數(shù)是根據(jù)特定壓降曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，觀察填料層頂部的積液或嚴(yán)重霧氣來確定泛點(diǎn)。泛點(diǎn)以上的比壓降線的斜率約為1.0。逆流式冷卻塔的填料持水量約為填料層容積的1-6%。液驅(qū)氣速是填料層正常運(yùn)行的極限氣速。正常運(yùn)行表觀氣速為泛點(diǎn)氣速的0.5-0.85，最大工作氣速為泛點(diǎn)氣速的0.95，這是冷卻塔填料的最大工作能力。

二、如何選擇冷卻塔填料

冷卻塔是循環(huán)的主要核心我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中水的散熱，影響了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的成本和效率。工業(yè)生產(chǎn)中冷卻塔使用不當(dāng)，會(huì)造成設(shè)備冷卻不及時(shí)，生產(chǎn)停滯，水溫過高等危險(xiǎn)。冷卻塔填料是促進(jìn)水熱循環(huán)的主要因素，因此，必須選擇優(yōu)質(zhì)的冷卻塔填料。

1.冷卻塔填料型式的選擇應(yīng)考慮分離過程的要求，通常考慮以下幾個(gè)方面：

（1）傳質(zhì)效率要高。一般來說，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料。

（2）通量要大。在保證傳質(zhì)效率高的前提下，應(yīng)選用高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因數(shù)的填料。

（3）填料層壓降要低。

（4）填料抗污堵性能強(qiáng)，拆卸維修方便。

2.填料選擇：溫降大，氣流阻力小，價(jià)格便宜，親水性好，能使水緩慢流下，易成膜，熱交換時(shí)間充足，散熱效率高。

3.填料是冷卻塔換熱的關(guān)鍵部分。塔內(nèi)氣水熱交換過程主要在噴水填料完成。因素。填料材質(zhì)的好壞會(huì)影響冷卻塔填料的使用，填料是冷卻塔的核心部件，在其運(yùn)行中起著不可替代的作用。由于風(fēng)吹日曬，冷卻塔填料表面老化變形，整個(gè)填料密度疏松，使冷卻塔水不能充分利用填料散熱。熱交換受阻，使冷卻塔不能達(dá)到最佳冷卻效果。

4.填料是冷卻塔的核心換熱部件，直接關(guān)系到冷卻效率。填料的質(zhì)量和設(shè)計(jì)在很大程度上直接影響冷卻塔的冷卻能力。據(jù)權(quán)威資料顯示，填料占整個(gè)冷卻塔傳熱比的60%～70%。

5.填充物一般由凹凸不平的PVC或PP材料制成。親水性要好，必須能保證冷卻水在填料上形成水膜和水滴，而不是水流。這樣的冷卻塔填料可以很好地增強(qiáng)水氣交換面積，延長(zhǎng)空氣和水的交換時(shí)間，保證冷卻效果。

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