能源是一个国家或地区经济建设和社会发展的重要自然资源和物质基础。随着人口增长和社会经济发展,水资源的需求量不断增加,能源与水资源利用的问题日益突出,严重地制约着人类的生存和发展,因此合理利用水资源、节约能源是国民经济增长的需要,也是环境保护的需要。以往研究表明,开式冷却塔冷却效率要优于闭式冷却塔,但开式冷却塔的冷却水系统与大气相通,从而造成水质易污染,设备腐蚀快等问题。而闭式冷却塔在自然冷源的应用上比较好,在许多场合上有一定的冷却效果,其具有用途广、对环境的适应能力强、可冷却高温水等优点。本文以机械通风闭式冷却塔作为研究对象,通过理论分析和具体实验,对冷却塔的传热性能进行了深入研究,针对冷却盘管管径的变化等方式来提高冷却塔的性能,研究热湿交换效率,主要做了以下研究工作:1.根据前期理论分析,首先确定了冷却塔的结构,搭建了机械通风闭式冷却塔试验台模型,便于通过实验手段对机械通风闭式冷却塔进行试验研究。针对以往实验台的设计,本实验台考虑到空气的飘逸,在风口段加了除雾装置。为了便于模拟冷却水,利用电加热对冷却水进行加热,从而保证实验的长时间运行。2.根据机械通风闭式冷却塔内热、质交换的特点,在理论分析及条件假设的基础上,通过基于热量平衡原理及微积分理论所建立的数学模型,确定从冷却盘管内冷却水到管外喷淋水的总传热系数K₀及从管外喷淋水向空气的总容积传质系数K_m。3.根据实验数据,从入塔空气量、喷淋密度、空气湿球温度、冷却盘管管径、气水比等五个方面讨论了机械通风闭式冷却塔内的热工性能的情况。通过对影响冷却塔冷却效果因素的分析,找出最优的运行参数和塔体结构。4.结合空气流动的影响因素及空气流动遵循的守恒方程,对机械通风闭式冷却塔内的空气动力特性进行了分析,通过实验,结合实验数据,建立了反应机械通风闭式冷却塔内空气流动阻力的准则方程。