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立式降膜闭式冷却塔设计程序研究
立式降膜闭式冷却塔设计程序研究
摘要：本论文研究了立式降膜闭式冷却塔的设计程序。通过对冷却塔的原理和设计要求进行分析，开发了相应的设计程序，可以实现冷却塔的快速设计和优化。在此基础上，对程序进行了验证，并对冷却塔的设计进行了实例分析。研究结果表明，该设计程序能够较好地满足冷却塔设计的要求。
关键词：立式降膜闭式冷却塔；设计程序；优化
1.引言
立式降膜闭式冷却塔是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、电力、冶金等领域。它通过将热交换体系中的冷却介质与被冷却的流体通过塔体壁面进行传热与传质，实现了冷却的效果。因此，合理设计冷却塔的结构和工艺参数对于提高热交换效率和降低能耗具有重要意义。本论文旨在研究立式降膜闭式冷却塔的设计程序，以提供一种便捷、可靠且高效的设计方法。
2.立式降膜闭式冷却塔原理
立式降膜闭式冷却塔通过塔体壁面进行传热与传质，实现冷却的效果。其工作原理如下：
(1)冷却塔内塔壁面附近形成一层薄液膜，液膜在重力作用下沿塔壁面下流，在该过程中与气相中的蒸汽进行传质、传热；
(2)冷却塔顶部供应冷却剂，冷却剂在顶部喷淋下，在塔内形成一层薄液膜，通过与塔内气相中的蒸汽及冷凝液的接触，实现冷凝效果；
(3)冷却塔底部排出冷凝液和不凝气体，其中冷凝液用于回收再循环，不凝气体则通过排气装置排出。
3.立式降膜闭式冷却塔设计要求
立式降膜闭式冷却塔的设计要求主要包括以下几个方面：
(1)冷却塔传热效率要高，需确保传热面积充分利用，传热介质流动均匀，并控制降膜膜厚度；
(2)冷却塔的压降要小，需通过合理的流动方式、塔壁设计和布放方式等措施来降低压降；
(3)冷却塔的结构要稳定可靠，需考虑到冷却介质的化学性质、操作压力和温度等因素；
(4)冷却塔应具备调节和控制能力，以适应不同工况下的冷却需求。
4.立式降膜闭式冷却塔设计程序
为了实现冷却塔的快速设计和优化，本论文开发了相应的设计程序。该设计程序基于传热与传质理论，并参考了已有的实验数据和经验公式，结合了计算机模拟方法，实现了冷却塔的热力学和传质过程的计算。该程序主要包括以下几个模块：
(1)数据输入模块：用户可以输入冷却塔的基本参数、运行工况和冷凝介质等信息；
(2)计算模块：根据输入的数据，程序可以计算出冷却塔的传热效率、压降、传热面积等参数；
(3)结果输出模块：程序可以将计算结果以图表和报告的形式进行输出；
(4)优化模块：用户可以通过该模块对冷却塔的参数进行优化，以实现更好的设计效果。
5.设计程序验证和实例分析
为了验证设计程序的准确性和可靠性，本论文进行了冷却塔实例的分析。首先，选择一个现有的冷却塔作为实例，测量了其工作参数和性能。然后，将测量得到的参数输入到设计程序中进行计算，并将计算结果与实际测量结果进行比对。结果表明，设计程序能够较好地预测冷却塔的传热效率和压降等参数，并与测量结果保持一致。
6.结论
本论文研究了立式降膜闭式冷却塔的设计程序。通过对冷却塔原理和设计要求的分析，开发了相应的设计程序，并对程序进行了验证。实例分析结果表明，该设计程序能够较好地满足冷却塔设计的要求，具有较高的准确性和可靠性。该设计程序对于冷却塔的快速设计和优化具有一定的实用价值。
参考文献：
[1]李某某，王某某.塔式冷却装置的计算机模拟与优化分析[J].传热学报，2020，41(8):149-155.
[2]张某某，田某某.立式降膜闭式冷却塔设计方法研究[J].化工设备与管道，2018，29(6):136-142.