冷却塔计算基本理论 杨烽 easthorse
net yf@easthorse
net 杜成琪 华东电力设计院 dcq@ecepdi
com 冷却塔理论研究的是水和空气两相间同时发生的热质传递过程，冷却塔计算包括热力计算和空气动力计算
热力计算 冷却塔计算涉及热力学、传热传质学和空气动力学理论以及水、蒸汽和空气的许多热物理特性，附表总括了本文所使用的符号系统，如无特别说明，不再另述
图一显示了水和空气之间的热质传递过程，设定0oC 时水的焓值及干空气的焓值为零，在图一取微控制体dV，根据质量守恒和能量守恒定律，我们可以得到以下关系式： δmw = madx = βxv(x”-x)dV (1) δh = madh = α(t-θ)dV + hvβxv(x”-x)dV (2) 其中 hv 是温度为t 时的蒸汽焓值，可以表示为hfg,0+cvt
比较麻烦的是上式有α和βxv两个传递系数，为此引入对流 Lewis 数 Lec: xxvccLe⋅= βα 其中 cx= ca + cvx 代入（２）式并整理得到： madh＝βxv(h”-h +(Lec-1)cx(t-θ))dV (3) mw1, t1 mw2, t2 ma, h1, x1 ma, h2, x2 水空气 dV δmw δh mw-dmw t-dt mw, t h, x h +dh, x+dx 图一 热质传递过程示意图 其中 h”和 h 分别为温度 t 时的水面饱和蒸汽焓和温度为θ及湿度为 x 的空气焓： h” ＝ cat+(hfg,0+cvt)x” h ＝ caθ+(hfg,0+cvθ)x 在（３）式中取 Lec=1 可以得到： madh＝βxv(h”-h)dV (4) 这就是有名的麦克尔（Merkel）方程，是冷却塔热力计算的基础
综合以上，我们可以得到： dmw =(x”-x)βxvdV d(cwmwt)=(h
