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冷却塔的工艺理论是流体力学与传热传质学的交叉产物

已有 3508 次阅读 2016-11-22 11:05 |个人分类:论文|系统分类:科研笔记| 流体力学, 冷却塔, 传热传质

冷却塔是一门古老又年轻的学科,是一门涉及的学科包括了流体力学、水力学、传热传质学、机械传动学和材料学的边沿学科。它是随着生产实践不断完善发展起来的一门学科,总共的发展也仅一百年。目前,冷却塔已经由1940年前的湿冷塔发展成为包含自然通风冷却塔机械通风冷却塔空冷塔干湿式冷却塔蒸发冷却塔等种类多样综合学科。冷却塔正在石油、化工、冶金、电力、纺织、轻工、电子以及我们的日常生活中发挥着作用。

在冷却塔的百年发展历史中,我们不能忘记一百年间一些特别的人、特殊的阶段、特殊的事促使了冷却塔学科的进步与发展。1925年麦克尔提出焓差理论,从而冷却塔有了自己的理论体系;1940年代起发展直接空冷技术,开启了节水冷却的新纪元;1950年代海勒教授提出混凝式间接空冷技术,1960年代应用于工程,丰富的节水冷却技术;1960年代首先在冶金行业提出了蒸发冷却技术,开始了闭式冷却塔的技术;1970年代表面式间接空冷技术发展起来,使空冷技术适用于了更大的机组;也是在这个年代,焓差理论得到广泛接受和工程采用。1970年代法国电力公司花了大量人力、物力进行了自然通风冷却塔的技术研究,研究的内容不仅是冷却塔自身的设计问题,还将研究拓延至冷却塔与环境的相互影响等问题;1980年代法国电力公司和德国电力公司通过研究提出了高位集冷却塔和排烟冷却塔。而远离欧洲大陆的美国重点发展了机械通风横流式冷却塔和逆流塔,中国也在不断地发展着自己的冷却塔技术,1960年代开发了LF4.7机械通风冷却塔,还重点研究了冷却塔的核心部件淋水填料。1980年代中国引进了哈蒙公司冷却塔技术,1990年代国内与电厂冷却塔配套的PVC淋水填料如雨后春笋般涌现。2000年后冷却塔的发展热点转移到中国,至2007年世界规模最大的空冷机组已经都在中国了,为适应电力对冷却塔技术的需求,中国电力工程顾问集团公司设立了海水冷却塔、排烟冷却塔、超大型冷却塔以及核电超大型冷却塔的相关研究课题,对冷却塔相关技术进行深入研究。中国核电工程公司、中广核工程公司、国核规划设计院、西南电力设计院、中南电力设计院、华北电力设计院、河北省电力设计院以及广东省电力设计院等单位都对冷却塔的相关技术展开了研究工作,为冷却塔的技术发展作出了贡献。经过百年的发展,冷却塔的基本理论已经形成相对完善的体系。

博主主持参与了冷却塔的工艺理论与技术研究,并系统地总结了冷却塔工艺理论,出版了《冷却塔工艺原理》一书。宗旨在于将冷却塔,包括湿冷塔、干湿式冷却塔、蒸发冷却塔(闭式塔)、自然通风塔、机械通风塔、排烟冷却塔、海水塔基本工艺理论和最新研究成果系统地综合起来,介绍给读者,以促进冷却塔的研究和设计制造工作的不断发展。

       

《冷却塔工艺原理》一书共有十九章约八十万字,内容包括了空冷塔、湿式自然通风冷却塔、湿式机械通风冷却塔、海水冷却塔、排烟冷却塔、干/湿式冷却塔、闭式冷却塔等的发展历史、现状及热力阻力计算与设计方法。第一章为概述,介绍各种冷却塔的分类和基本情况;第二章为空冷塔和干/湿式冷却塔与闭式冷却塔相关的传热基础,第三章为空冷塔、干湿式冷却塔与闭式冷却塔核心部件性能介绍;第四章空冷塔主要介绍了直接空冷塔、表面式间接空冷塔和混凝式间接空冷塔的设计与运行相关问题与处理;第五、六章是湿式冷却塔的基础理论,包括理论模型与发展历史,模型求算方法等;第七章为湿式冷却塔核心部件的发展历史与特性分析;第八章为机械通风冷却塔的设计与计算方法以及与塔的相互干扰;第九章介绍自然通风冷却塔,包括高位集水冷却塔的设计与计算方法;第十章为如何采用现代计算流体软件进行自然塔的优化设计;第十一章为冷却塔的配水设计与水力计算;第十二章介绍自然能风冷却塔的塔型与性能的关系;第十三、十四、十五、十六章分别介绍了海水冷却塔、排烟冷却塔和干湿式冷却塔及闭式冷却塔的发展历史和设计与计算方法;第十七章为电力系统冷端优化与冷却塔的优化设计;第十八章介绍冷却塔对环境影响及环境对冷却塔性能的影响与评价方法;第十九章给出了进行冷却塔相关工艺问题试验研究的方法。

书的内容新颖全面、概念清晰、理论系统、论述详细,可供从事冷却塔设计、科研、运行和制造人员阅读,也可供高等院校相关专业师生参考。




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