循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的處理原理

  冷卻水一般通過冷卻塔與流動的空氣進行熱、質(zhì)交換，達到取走熱量，降低溫度的目的。在熱、質(zhì)交換過程中，部分冷卻水蒸發(fā)使水中雜質(zhì)濃度提高，導致水質(zhì)下降，腐蝕性、結(jié)垢性增強，微生物繁殖加快。因此，想要更清楚地弄明白循環(huán)水系統(tǒng)的處理原理，需要弄清楚這些過程和產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因。

  冷卻：循環(huán)水的冷卻是通過水與空氣接觸，以蒸發(fā)、接觸、輻射三種方式將熱量取走。三種散熱方式在水冷卻過程中所起的作用隨空氣的物理性質(zhì)不同而異。春、夏、秋三季,大氣溫度較高。蒸發(fā)冷卻起主要作用,蒸發(fā)散熱約占總散熱量的75%-80%；在冬季，氣溫較低，接觸散熱作用增大,散熱量從夏季的10%-20%增加到約40%-50%,嚴冬甚至可增加到70%。

  蒸發(fā)是指液體表面分子克服液體分子之間的吸引力而以氣態(tài)形式溢出擴散到氣相中。某種物質(zhì)在給定溫度和壓力下，處在氣液兩相的液相表面總是在發(fā)生蒸發(fā)和凝結(jié)兩種相反過程，當蒸發(fā)速度和凝結(jié)速度相等時，此時的氣相分壓稱為該物質(zhì)的平衡蒸氣壓或飽和蒸氣壓；當液體上面的蒸氣壓小于平衡蒸氣壓時，液體的蒸發(fā)速度大于凝結(jié)速度，隨時間的延長表現(xiàn)出液體體積不斷減少；反之，液體上面的蒸氣壓大于平衡蒸氣壓時，液體的蒸發(fā)速度小于凝結(jié)速度，隨時間延長表現(xiàn)出液體體積不斷增加。

  水蒸發(fā)常指液體水表面分子克服液體水分子之間的吸引力以水蒸氣的形式溢出擴散到空氣中。在一般情況下，空氣中的水蒸氣分壓小于該溫度下水的飽和蒸汽壓，因此，水的蒸發(fā)速度大于凝結(jié)速度，水不斷被蒸發(fā)。水蒸發(fā)時需要吸收大量的汽化潛熱，每蒸發(fā)1kg水需要吸收2.43x106J熱量，吸收的這些熱量可使58kg的水降低溫度約10℃。冷卻水系統(tǒng)利用該原理，使溫度較高的水與空氣在接觸面積很大的冷卻塔內(nèi)充分接觸，使水蒸氣的蒸發(fā)速度加快，單位時間的水蒸發(fā)量大大提高，從而達到快速取走熱量和降低水溫的目的。

  接觸散熱包括傳導和對流。當高溫物體與低溫物體接觸時，溫差使高溫物體的熱量向低溫物體傳遞，表現(xiàn)出高溫物體被冷卻，低溫物體被加熱。溫度較高的循環(huán)水與溫度較低的空氣接觸時，循環(huán)水的熱量向空氣傳遞，使循環(huán)水的溫度得到降低

輻射散熱不需傳熱介質(zhì)的作用，是由電磁波的形式轉(zhuǎn)播熱能。在循環(huán)水系統(tǒng)，輻射散熱的作用一般很小，可忽略不計。