逆流閉式冷卻塔利用自然（rán）環境中空氣的幹（gàn）濕（shī）球溫度差通過間（jiān）接蒸發作用取（qǔ）得冷（lěng）量來冷（lěng）卻流體。相比於傳統的開式冷卻塔其優點在於使冷卻流體通過冷卻盤管與空氣間接換熱，從而保證了冷卻流體不受（shòu）空氣雜質的汙染，進而降低了係統（tǒng）因雜質汙染而造成（chéng）的損害，因此逆流閉式冷卻塔廣（guǎng）泛應用於石油、化工、民用製冷等領域（yù）。逆流閉（bì）式冷卻塔冷卻盤管外側與空氣（qì）和（hé）噴淋水接觸，管內冷卻流體所要消除的熱（rè）負荷通過管壁與噴淋（lín）水和空氣的傳熱傳質（zhì）過程最終（zhōng）由空氣帶出塔外。其傳熱傳質過（guò）程同時進行，相互耦合，傳遞（dì）機理複雜，目前針對其的研（yán）究成果多是基於 Merkel的以焓差為推動力，對空氣和噴（pēn）淋水的熱濕交（jiāo）換建立的數學（xué）模型。而在所涉及的方程組（zǔ）中（zhōng）空氣濕球溫度作為影響冷（lěng）卻塔（tǎ）運行（háng）的重要參數，並沒有得到直接反映，從而不利（lì）用對其影（yǐng）響冷（lěng）卻效率能力的分析，本文（wén）建立基（jī）於濕球溫度的逆流閉式（shì）冷卻塔的數學模型。
傳熱傳質基本方程的建立
1．1 熱質傳遞過程（chéng）與分析
逆（nì）流閉式冷塔的熱傳遞過程為：從管內流體經對流換熱傳遞到圓管內壁（bì），經圓（yuán）管內壁導熱傳遞到外壁，最後經（jīng）噴淋水膜部分傳遞到冷卻塔內部對流空氣，餘下部分則由在管（guǎn）外噴淋水（shuǐ）膜帶走，並在噴淋水與空氣接觸過（guò）程當中最（zuì）終傳遞給塔內空氣，如圖 1 所式。

計算仿（fǎng）真和實例驗（yàn）證

為了檢驗模型的正確性，運（yùn）用其對某逆流閉市冷卻塔冷卻（què）循環水和塔內流體溫度情況進行模擬（nǐ），該塔的主要運行參數：冷卻水流量 13.89 kg/s，噴淋循環水流量 22.78kg/s，空氣流量為 26.592 kg/s，冷卻（què）水進口溫度 37℃。結構參數：長×寬×高為 2.09m×2.058 m×0.36m，管外（wài）徑 0.0127m，管間距0.029m。

進口空氣參		冷卻	噴淋	進水	冷卻水出水（shuǐ）溫		誤
數（℃）		水流	水流	溫度（dù）	度（℃）		差
幹球	濕（shī）球	量	量	（℃）	計算（suàn）	實測	（%）
溫度	溫度	（kg/s）	（kg/s）		值	值
34.9	26.8	13.89	22.78	37.03	32.51	33.52	3
35	27.1		25.56	37.04	32.30	33.47	3.4
35.1	27.2		28.89	37.04	32.38	33.42	3.1
35.2	27.3	12.5	22.78	37	32.31	33.25	2.8
35	27.2		25.56	37	32.17	33.16	3
35	27		28.89	37	32.18	33.15	2.9

表 1 結果表（biǎo）明，由模擬計（jì）算出的結果基本與實（shí）測值相符，誤差小於 4%，從而說（shuō）明了模型的合理性。

 

(1) 分（fèn）析密閉式冷卻塔冷卻過（guò）程的（de）換熱機製（zhì），建立了基於濕（shī）球溫度的逆流（liú）閉式冷卻塔的（de）換熱數學模型（xíng），並對數學模型進行了數值求解，得到（dào）了逆流閉式冷卻（què）塔內冷卻循環水、噴淋水、空氣幹濕球溫度的沿（yán）盤管高度（dù）方向（xiàng）的變化規律，為研究此（cǐ）類型（xíng）冷卻塔的出（chū）口參數及（jí）影響因素提供了理論依據。

(2) 引入了對濕（shī）空氣（qì）飽和線的線性假設以（yǐ）及濕球溫度汽化潛熱對建立的模（mó）型進（jìn）行了簡化，得到了簡化後的換（huàn）熱模型，利用四階 Runge-Kutta 算法對所列方程進行了數值求解，得到了數值（zhí）解與測試值的誤差均（jun1）小於（yú） 4%，說明建立的模型可以應用（yòng）於分析當濕球溫度變化時對逆流閉式冷卻塔的冷卻效率的模擬計算。