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污垢系数告诉你为什么要选闭式冷却塔(一)

日期:2019-10-10            来源:江苏华塔            人气:


当前换热器及蒸发冷市场日益激烈的竞争中,一个问题日益突出,应当引起足够的重视,那就是污垢系数问题。很多设计院及用户在选择换热器时,由于预算等种种原因,纠结开式冷却塔或闭式冷却塔,今天华塔小卫通过污垢系数对换热效率的影响的分析,方便大家选择合适的冷却塔。

污垢系数,即换热器使用过程中污垢对换热产生的影响程度。由于换热器传热面本身导热系数很大,其热阻通常可忽略。但如果壁面上结有污垢,则对传热性能和压降影响很大,其热阻有时可达到起控制作用的数量级。一台结垢严重的冷却器,其有效的传热面积仅为清洁状态的1/2。因此,在换热器设计中必须考虑污垢热阻对传热性能的影响。

传热系数的计算:在实际工作中,对于污垢系数的选用,有三套标准:一种标准为用户在设计换热器时就明确提出的标准数值,参考国家标准,针对工业用水、循环冷却水和洁净自来水分别提出污垢系数要求;第二种为项目技术人员提出的标准,由于担心换热器运行时传热性能达不到要求,故将污垢热阻提得很大;第三种为闭式冷却塔厂家提出的参考值,在以往闭式冷却塔设计中,用户一般习惯不提污垢热阻的要求,在换热器设计计算过程中不考虑污垢热阻的影响,只在最后取传热系数时取0.85的系数(即取计算值的85%)作为考虑污垢热阻后的最终传热系数。




对于实际选用的污垢系数标准是否合理,我们以常用的冷却介质及工况做一个计算比较:

工况一气侧换热系数hk=65.5W/(m2.),水侧换热系数hl=7353W/(m2.),肋化系数ψ=19.7,换热管壁厚δ=0.001m,换热管导热系数λ=39 W/(m2 .),气侧污垢系数rk=0,水侧污垢系数rl=0,计算换热器传热系数K,代入各数值计算即可得到。

工况二气侧污垢系数rk=0,水侧污垢系数rl=0.000172m2./W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算即可。

工况三气侧污垢系数rk=0.000172 m2 ./W(常压空气),水侧污垢系数rl=0.000172m2./W(洁净自来水时所取的污垢系数),其余条件与设定一样,代入计算即可。

 比较工况一和工况二,不难得出水侧取污垢热阻后的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的0.85倍,比较工况一和工况三,可知气侧和水侧都取常规污垢热阻时的传热系数是没有考虑污垢热阻时的传热系数的0.84倍,这说明原来习惯上取的0.85的系数是合适的,同时还说明我们闭式冷却塔换热器面积计算中气侧的污垢热阻比水侧的污垢热阻对传热系数的影响小,气侧污垢热阻对总体传热系数的影响可以忽略不计,也就是说管外污垢热阻比管内污垢热阻的影响小这就说明在过去我们常规设计中,取0.85倍的传热系数是得当的和可行的,也是考虑污垢热阻时最简便的一种经验方法了。




污垢对闭式冷却塔传热的影响:近几年随着我国闭式冷却塔行业的快速发展,闭式冷却塔使用条件和客户发生了根本的改变,用户对闭式冷却塔产品设计提出了更高、更严、更具体的要求,如产品压力、面积、体积和工艺介质方面都与以往大不相同。最明显的一点,用户在水的污垢热阻都提出了更明确的要求,明确提出水的污垢热阻是0.000344m2.℃/W(是原来洁净自来水的2倍,这一般是用户的最低要求),0.0004m2.℃/W,有的甚至提到了0.0005m2.℃/W。气侧一般是压缩空气,用户一般没有明确提出要求,但按《换热器原理及计算》书中明确规定其污垢热阻0.000344m2.℃/W。从这些数据看出污垢系数是常规产品污垢系数的2倍,甚至3倍,这样,就会让人对以往那种对污垢系数的考虑方法是否适用和得当发生疑问。

江苏华塔通过十多年的积累,将污垢系数及污垢厚度和耗能增加得出以下几组数据,污垢系数单位:m2.℃/kW;污垢厚度单位:mm;耗能增加单位:%,相关数据对应如下:

数据一:0.044m2./kW     0.1mm     3.1%

数据二:0.088m2./kW     0.2mm     6.2%

数据三:0.176m2./kW     0.4mm     12.4%

数据四:0.352m2./kW     0.8mm     24.8%.

以上小卫给大家归纳了几点,供大家参考。江苏华塔冷却技术有限公司专注于工业冷却装备的研发、制造与服务,产品包含介质冷却、空冷却及混合型联合冷却系统。华塔以高品质的产品和专业的服务使冷却系统变得更节能环保、高效、可靠耐用和便捷,持续地为客户创造最大价值。

详细请参考江苏华塔冷却技术有限公司编写的《闭式冷却塔选型说明书》。

《未完待续》

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