多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)安裝時(shí)，集水盤之間的連接管就是我們所說的冷卻塔平衡管。其主要作用是平衡各冷卻塔集水盤之間的水位，保證水流均勻。那么你知道冷卻塔平衡管尺寸的計(jì)算和測(cè)量方法嗎？

按照《采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求規(guī)范》，當(dāng)多臺(tái)開式冷卻塔設(shè)計(jì)并聯(lián)運(yùn)行且無集水箱時(shí)，應(yīng)允許并聯(lián)冷卻塔與水泵之間管段的壓力損失大致相同，要達(dá)到這一效果，并聯(lián)冷卻塔之間可配置平衡管，也可在各塔底部配置連接水箱。并聯(lián)式冷卻塔在很多冷卻塔項(xiàng)目中都采用，因?yàn)榕渲闷胶夤艿姆椒ê唵?，易于?shí)施。與在出水管上加裝電動(dòng)蝶閥相比，耗錢更少。但《采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》并未說明冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)如何計(jì)算。

中國建筑工業(yè)出版社出版的《簡明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中指出“冷卻塔平衡管尺寸應(yīng)與進(jìn)水管尺寸相同”，但沒有詳細(xì)解釋了如何計(jì)算。因此，本文主要討論平衡管尺寸的計(jì)算方法，為廣大同仁奠定基礎(chǔ)。冷卻塔實(shí)際并聯(lián)運(yùn)行中，當(dāng)?shù)撞垦b有平衡管，出水管未裝電動(dòng)蝶閥，部分冷卻塔停止運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)其中一臺(tái)冷卻塔繼續(xù)補(bǔ)水而另一臺(tái)冷卻塔停止運(yùn)行的情況。其他冷卻塔溢出。本文也將在研究冷卻塔平衡管尺寸計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，對(duì)這一現(xiàn)象給出合理的解釋。

為了簡單起見，本文僅討論兩個(gè)開式冷卻塔的并聯(lián)運(yùn)行。計(jì)算模型示意圖如下圖所示。

開式冷卻塔并聯(lián)運(yùn)行計(jì)算模型示意圖

In圖中，MV為電動(dòng)蝶閥。當(dāng)一個(gè)單元停止運(yùn)行時(shí)，就相當(dāng)于關(guān)機(jī)。 BV是手動(dòng)蝶閥，常開，維護(hù)時(shí)關(guān)閉。 CWP為冷卻水泵，WCC水冷機(jī)組?，F(xiàn)假設(shè)冷卻塔1及其進(jìn)水電動(dòng)蝶閥關(guān)閉，冷卻塔2運(yùn)行。由于水進(jìn)入冷卻塔2上部，而冷卻塔1和冷卻塔2同時(shí)排水，兩塔水位發(fā)生變化，產(chǎn)生高度差，導(dǎo)致水從冷卻塔流出2通過平衡管進(jìn)入冷卻塔1 c．達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，水位高差為△h，即圖1所示狀態(tài)。為保證不發(fā)生溢流，溢流管入口處水位與補(bǔ)水時(shí)水位高度差啟動(dòng)時(shí)必須小于高度差。而且，這個(gè)高度差Δh也是平衡管c中水流的唯一驅(qū)動(dòng)力。從流體力學(xué)的基本理論可知，為了計(jì)算平衡管c的尺寸，首先必須知道平衡管c需要承受的流量。當(dāng)水流達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，a管和c管之間的流量必須相等。然而，由于很難精確計(jì)算a管的流量，因此本文嘗試通過討論a管和b管的流量之間的關(guān)系來粗略估計(jì)流經(jīng)a管的流量。

1.分析管道a和管道b的流量。根據(jù)流體力學(xué)理論，假設(shè)水是理想流體，并且在運(yùn)行過程中穩(wěn)定流動(dòng)。那么根據(jù)伯努利方程，第1-1節(jié)和第3節(jié)之間的能量方程為：

第2-2段與第3段能量方程為：< /p>

式中：Pa1、Pa2——水面大氣壓，Pa：ρ——水的密度，kg/m3g——重力加速度，m /S2； P3-3斷面壓力，Pa； Va——管道a的流速，m/s； λ——沿途阻力系數(shù)，無量綱量； la——管道長度a、m； da——管道直徑a、m； ρψa——管道a的局部阻力系數(shù)之和，無量綱量； V′2——冷卻塔2集水板表面的水流速度，m/s； Vb——管道b的流速，m/s； lb——管道b長度，m； db——管道直徑b，m； ρψb——管道b的局部阻力系數(shù)之和，無量綱量。經(jīng)過對(duì)各種冷卻塔樣品的計(jì)算，確認(rèn)進(jìn)水流經(jīng)填料層流到達(dá)收集器。當(dāng)水盤位于上表面時(shí)，流速一般小于0101m/s，因此式(2)中省略了含有V'2的項(xiàng)。由于運(yùn)行中的冷卻塔風(fēng)機(jī)的抽吸作用，Pa2將小于Pa1。為了簡化計(jì)算，這里忽略這個(gè)因素。結(jié)合(2)-(1)可得

△h=h2-h1，最大值為溢流管入口水位和開始補(bǔ)水時(shí)的水位 水位的高差。檢查樣本顯示該值大概在012m-014m之間。

在如圖1所示的接管方法中，la=lb，da=db，ρΣa=ρΣb，因此：

< p>由式(4)可知Vb≥Va。 Vb-Va的值受尺寸、管道長度和水位高差的影響。經(jīng)過大量算例計(jì)算發(fā)現(xiàn)，尺寸和管道長度對(duì)流速差影響不大，而水位高差對(duì)流速差影響相當(dāng)大。同時(shí)，當(dāng)速度的大小不同時(shí)，速度差也會(huì)發(fā)生很大的變化。速度越大，速度差越小。在常用的速度范圍（1~215m/s）內(nèi)，速度變化率在25%~5%以內(nèi)?？梢?，流經(jīng)b管的流量始終大于流經(jīng)a管的流量，其差異隨具體情況而變化。但如果接管方法與圖1不同，由于阻力系數(shù)不等，可能會(huì)出現(xiàn)與上述分析不同的現(xiàn)象。

2.冷卻塔平衡管尺寸的計(jì)算c．由上述計(jì)算可知，流經(jīng)平衡管c的流量始終小于進(jìn)水管總流量的一半。假設(shè)進(jìn)水管總流量為Q，若取Q/2作為平衡管需要承受的流量，則計(jì)算出的平衡管尺寸可認(rèn)為是一個(gè)相對(duì)安全的尺寸（當(dāng)然，也可以先估算出a管的流量，用這個(gè)流量即平衡管需要承受的流量來計(jì)算平衡管的尺寸）。設(shè)Q/2為通過平衡管的流量來討論平衡管的尺寸。同樣用伯努利方程：

式中：lc——平衡管長度，m； dc——平衡管直徑，m； Vc——平衡管內(nèi)水流速，m/s； ρψc——平衡管c的局部阻力系數(shù)之和。無量綱量也忽略了Pa1和Pa2之間差異的影響，并且忽略了包含V'2的項(xiàng)。由式(5)推導(dǎo)出

由流量計(jì)算公式Q=A×V也可知：

< img src="/kindeditor/attached/image/20210417/20210417103440504050 .jpg" alt="冷卻塔平衡管尺寸計(jì)算" width="384" height="47" title="冷卻塔平衡管尺寸計(jì)算"align=" " />

由(7)式得：

將式（8）代入式（6）并整理進(jìn)入：

式(9)是平衡管尺寸的計(jì)算公式。然后將式(9)寫成函數(shù)形式：

然后求f(d)=0的解。該方程可用牛頓迭代法求解，即：

確定其他參數(shù)的值后，代入某個(gè)初始值d0代入式(10)進(jìn)行迭代計(jì)算，即可求解。

3.冷卻塔平衡管計(jì)算實(shí)例。實(shí)際工程中，選用2座流量為250m3/h的冷卻塔，設(shè)計(jì)出口管道尺寸為200mm。各參數(shù)取值如下：λ=01037，ρ彎頭=1，ρ入口=019，ρ彎頭=019，ρ蝶閥=015，計(jì)算出平衡管流量為12??5m3/h。分別取△h為012m、013m、014m進(jìn)行模擬計(jì)算。結(jié)果如表1所示。

觀察表1的計(jì)算結(jié)果，會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)流量一定時(shí)，△h對(duì)冷卻量大小的影響塔平衡管不容忽視。根據(jù)樣品來看，不同塔的△h值并不完全相同。這告訴我們，設(shè)計(jì)者在為冷卻塔選擇平衡管時(shí)，不應(yīng)簡單地以主管尺寸作為平衡管尺寸，而應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。

如果在實(shí)際的冷卻塔工程中發(fā)現(xiàn)溢流，我們可以根據(jù)這個(gè)計(jì)算公式進(jìn)行分析，就會(huì)知道溢流的原因大致有以下幾種：

(1)尺寸選擇太小，流通能力有限。

（2）管道有臟物堵塞，或蝶閥損壞而不能完全開啟，造成阻力系數(shù)增大，流通能力降低。

(3)并聯(lián)出口主管的阻力本質(zhì)上是不平衡的，導(dǎo)致a管的流量大于b管的流量，即使平衡管的流量為大于總流量的一半。

四．結(jié)論

本文從理論上推導(dǎo)了開式冷卻塔并聯(lián)運(yùn)行時(shí)平衡管尺寸的定位，并得到了相應(yīng)的計(jì)算公式。研究表明，水位差對(duì)平衡管尺寸有著不可忽視的影響。建議設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行計(jì)算。

以上就是冷卻塔平衡管尺寸的測(cè)量方法。如果你不明白也沒關(guān)系。如果您對(duì)冷卻塔有任何疑問，可以致電冷卻塔廠家廣東康明節(jié)能空調(diào)有限公司（http://www.szkangming.com/），我們將竭誠為您服務(wù)。

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