专利名称：测量冷却塔飘水率装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置及方法，具体是ー种測量冷却塔飘水率装置及方法。
背景技术：
冷却塔行业在中国发展良好，冷却塔在国民生活和エ业生产中都广泛应用，为了保证冷却塔行业健康可持续发展，相关主管部门制定了一系列的生产、测试规范，如中国标准GB/T 7190. I一2008以及DB 31/T204—2010。其中包括关于冷却塔飘水率的测定方法。飘水率是冷却塔节水性能的重要指标。在冷却塔特别是机械通风冷却塔的运行过程中，被喷头喷洒的小水滴会随被风机抽吸的气流运动，绝大部分水滴靠惯性作用被冷却塔自身的收水器捕集，但仍有少量水滴被气流带出塔外形成飘水。飘水率定义为冷却塔单位时间的飘水量(飘水的质量流量)与进塔冷却水质量流量之比。飘水率高意味着冷却塔耗水量大，同时对周围环境还造成一定影响。 经过对现有飘水率測量方法的检索，目前中国国家标准和上海市地方标准中均使用的是吸湿法，即利用干燥滤纸的吸水性，“将滤纸干燥之后放入塑料袋，用天平称重，取出滤纸，用辅助设施将滤纸水平放到各测点，计时。视飘水情况放置lmin-5min，快速取出，计吋。放入原塑料袋中，用天平称重。得出先后两次称重的差值，精确到O. Olg。”此方法尚存在如下问题I、滤纸在吸收冷却塔出风ロ飘水的同时也会吸收湿热空气中的水蒸气，从而使测量值高于实际情况，在原理上有缺陷；2、滤纸吸水一定程度后会达到饱和，不再吸水，放置的时间很难把握；3、滤纸放入和取出出风ロ的过程都有吸水，计时不准，放置位置的定位也有一定随机性；4、天平精度要求高，不便现场携�。饬康氖凳毙圆�。5、因为多点測量，称重的工作量很大。
发明内容
本发明针对现有的吸湿法測量冷却塔飘水率所存在的不足，提供一种测量冷却塔飘水率装置及方法。此装置及方法能提高飘水率测量的准确性、实时性，使用方便。本发明是通过以现的
一种测量冷却塔飘水率装置，包括圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置，方形出风ロ冷却塔飘水收集装置，其特点是
圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括六角架中心圆盘，六角架支撑脚、A卞各型高效收水器如B型高效收水器和C型高效收水器、导流管、标尺管，支撑脚固定件，收水器固定件。在圆形出风ロ处，測量冷却塔飘水率装置通过支撑脚固定件固定连接六角架支撑脚，六角架支撑脚和六角架中心圆盘组成六角架，六个六角架支撑脚上分別通过收水器固定件固定连接A卞各型高效收水器中的任ー个，A卞各型高效收水器再分别通过导流管连接标尺管。方形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括支撑杆，支撑杆固定件，收水器固定件，M型高效收水器，N型高效收水器，收水器连接件，导流管和标尺管，在方形出风ロ处，測量冷却塔飘水率装置通过支撑杆固定件固定连接ニ个支撑杆，ニ个支撑杆下面分别通过收水器固定件固定连接M型高效收水器和N型高效收水器，M型高效收水器和N型高效收水器分别通过导流管连接标尺管。A^F各型高效收水器主体呈倒V形，下面两侧分别设有正V型槽，尾部设有集水器，进风窄缝的两边夹角为α，两壁面在水平面上的投影为扇形。标尺管呈Y形，底部装有用来调节测试前的液面高度的旋塞，上部的开叉端与导流管连接，另一端顶部开有小孔，用于保持管内外气压相同，确保水能顺利流入。M型高效收水器和N型高效收水器，其各边互相平行，收水窄缝的水平投影为矩形，其中M型高效收水器尾部设有集水器。B型高效收水器和C型高效收水器顶点在水平放置时离六角架中心圆盘的中心距离分别为80mm和1000mm,两者间隔放置。
一种采用測量冷却塔飘水率装置測量冷却塔飘水率的方法，其步骤为
第一歩是用卷尺量出冷却塔出风ロ直径或冷却塔出风ロ边长，然后根据出风ロ的直径或出风ロ的边长，选择相应的高效收水器组合，再把安装有相应的收水器组合的圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置或方形出风ロ冷却塔飘水收集装置固定在冷却塔的出风ロ，用角度尺测量高效收水器窄缝长度方向的水平夹角Θ ;
第二步是用高效收水器捕集飘水直至标尺管最低刻度线以上；
第三步是计时并记录标尺管记录开始计时时的刻度和当标尺管内的水位上升到接近满刻度线时，停止计时并记录标尺管停止计时时的刻度，N个标尺管依次进行；
第四步是列表并计算
将圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置中的高效收水器分为A、B、C、D、E和F六个型号，根据冷却塔出风ロ直径，选择A、B、C、D、E和F六个型号的高效收水器搭配组合，当出风ロ直径大于4m时还需分次測量，并用相应的飘水率计算公式进行计算，得出计算結果；或将方形出风ロ冷却塔飘水收集装置中的高效收水器分为M、N型，根据冷却塔出风ロ边长，用相应的飘水率计算公式进行计算，得出计算結果。本发明的有益效果是本发明能几乎完全收集冷却塔出口的飘水而不受接近饱和的湿热空气影响，更加准确；省去了反复用高精度天平称重的过程，更加简便。
图I是本发明的圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置结构立体示意 图2是本发明的方形出风ロ冷却塔飘水收集装置结构立体示意 图3是圆形出风ロ冷却塔用高效收水器的结构立体示意 图3a是圆形出风ロ冷却塔用高效收水器B的俯视 图3b是在图3中沿A-A截面剂开后的斜视 图4是方形出风ロ冷却塔用高效收水器的结构立体示意 图4a是闻效收水器M的俯视 图4b是在图4中沿B-B截面剖开后的斜视 图5是标尺管结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本发明的冷却塔飘水率測量装置，包括圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置，方形出风ロ冷却塔飘水收集装置。如图I所示，所测圆形出风ロ冷却塔的风筒直径为3m。圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括六角架中心圆盘I、六角架支撑脚9、A卞各型高效收水器，如B型高效收水器2、C型高效收水器4、导流管3、标尺管5、支撑脚固定件6和收水器固定件8设置在上盖板7上面的出风筒IO的出风ロ处，支撑脚固定件6固定连接六角架支撑脚9，六角架支撑脚9和六角架中心圆盘I组成六角架，六角架上的六个六角架支撑脚9上分別通过收水器固定件8固定连接A>各型高效收水器中的任ー个，如B型高效收水器2和C型高效收水器4，A>各型高效收水器再分别通过导流管3连接标尺管5。 导流管3为普通橡胶软管，由于其良好的可塑性，固定和连接都很方便。收集到的水汇集到收水器底部的凹槽内然后沿导流管3流进标尺管5。六角架每根脚上可以安装固定高效收水器，且在底端有专门的固定件与冷却塔风筒外沿相连。不同收水器在支撑角上的位置固定不变，具体距离见表格一。收水器的选型搭配逻辑见表格ニ。本例中高效收水器B顶点在水平放置时离六角架圆盘中心的距离为80mm,高效收水器C与B间隔放置，其顶点离圆盘中心的距离在水平时为1000mm，六根脚等距离固定在风筒外沿，结构稳定。如图3，3 a, 3b所示，圆形出风ロ冷却塔用A卞各型高效收水器主体呈倒V型，下面两侧分别设有正V型槽23，尾部设有集水器25，进风窄缝的两边夹角为α，两壁面在水平面上的投影为扇形。收集到的水滴聚集在内壁面22上，当达到一定量时顺着内壁面流下，流进下部小型正V型槽23内。由于收水器与水平面有一个较小的倾角Θ，故水会顺着小型正V型槽向下流进收水器尾部的集水器25内，集水器与导流管3联通，导流管的另ー端与标尺管5相连，收集到的水受重力作用沿着这一通道最后汇集到标尺管5内。不同型号收水器所对应的α角不同(为避免相同圆心角造成的收水器面积相差过大)具体如表格一所示。风机出ロ处的湿热空气和飘水由于惯性向上运动时，受到高效收水器的阻挡，湿热空气改变运动方向，从收水器侧面绕过，而质量大的飘水水滴继续向上运动直到与收水器内壁面接触，由于自身张カ作用，聚集在收水器表面上，当水滴聚集到一定量时，水滴受重力作用克服张カ向下运动，汇集到导流管内，流进标尺管。冷却塔虽然自带了收水器，但是由于所有出风都要经过它，为了減少阻力和考虑到冷却塔的综合能效，故其只能收集部分水滴。而未被收集到的部分随气流排出塔外，形成飘水。所述高效收水器经过收水性能更好，且面积�。运某龇缬跋旌苄�。如图5所示，标尺管5呈“Y”字型，底部装有旋塞24用来调节测试前的液面高度，上部的开叉端21与导流管3连接，另一端标尺管主体的顶部开有小孔26，可保持管内外气压相同，确保水能顺利流入。下部经过实验室标定，划出零和零以上的刻度线。测试时零刻度以上水的液面高度随时可读。具体操作时，先根据冷却塔风筒直径选择相应的高效收水器组合，本例当风筒直径在2-4m时,根据表格ニ,选择3A+3B的收水器组合,然后根据表格一的要求把收水器固定在六角架的支撑脚上。如图I所示，连接固定好六角架、高效收水器、导流管3和标尺管5。收水器在支撑脚上的定位要求准确，固定好后用角度尺测量收水器与水平面的夹角Θ，作为实验数据的一部分參与后面的计算。随气流上升的水滴受到高效收水器的阻挡，撞击并吸附在收水器壁面上。随着聚集量的増加，水滴沿壁面下滑至收水器底部正V型的水槽内然后流进尾部的集水槽最后经过导流管流入标尺管5内。标尺管5可根据现场情况灵活固定，但要保持垂直和平稳。当水沿导流管3进入标尺管5时，先聚集在其底部，然后液面慢慢上升，当水浸满标尺管底部超过零刻度后，便可以依次开始计吋。若计时失败，可打开底部的旋塞，放掉部分水直至液面降至较低刻度线或零刻度线以下，重新计时。开始计时后，依次记下对应标尺管内的液面高度hn。当液体上升到一定刻度时(一般推荐接近满刻度线)，停止计时。然后依次记录测量结束时的液面高度hi2以及所用的时间t(秒表可直接读
出所用时间)。通过高度增量(hi2 -hn)带入公式Hii= -prat2 (hi2 — hsi)可求得相应标
尺管内水的质量增量(标尺管内径推荐为10mm)，冷却水的流量通过流量计直接测得，然后结合前面测得的收水器与水平面的倾角Θ，带入表格ニ中相应的公式，便可求得此冷却塔的飘水率。如图2所示，方形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括支撑杆15，支撑杆固定件12，收水器固定件17，M型高效收水器19，N型高效收水器16，收水器连接件18，导流管3和标尺管5。在方形出风ロ 11上分别通过支撑杆固定件12固定连接ニ个支撑杆15，ニ个支撑杆15下面分别通过收水器固定件17固定连接M型高效收水器19和N型高效收水器16，M型高效收水器19和N型高效收水器16分别通过导流管3连接标尺管5。支撑杆15主要起支撑固定作用，通过固定件把自身和高效收水器固定在冷却塔风筒出风ロ处。高效收水器被牢牢固定在支撑杆15上。支撑杆15连接M型高效收水器19的一段略低于另一端,方便水流入标尺管5。如图4，4a，4b所示，方形出风ロ冷却塔用高效收水器主体与圆形出风ロ冷却塔中所用的类似，但是方形出风ロ冷却塔中所用的收水器各边是平行的，收水窄缝的水平投影为矩形而不是扇形。具体操作时，先用卷尺测出方形出风ロ冷却塔的出风ロ边长，根据冷却塔出风ロ边长选择相应的高效收水器组合，当出风ロ边长为2. 35-3. 55m吋，按照图2所示，连接固定支撑杆15、M型高效收水器19、N型高效收水器16、导流管3和标尺管5。收水器在出风ロ分布要均匀，适当抬高收水器非集水端。收水器连接件18形状与收水器类似，但长度很短，且其内部尺寸正好与收水器外部尺寸吻合，使用收水器连接件18时两收水器的接触处要垫橡胶垫片，压紧密封。其他操作与圆形出风ロ冷却塔相同，最后带入数据计算时，需要用表格四中飘水率的计算公式。为避免出风ロ飘水不均匀，第一次测试完成后，需要把支撑杆转换九十度再测ー组数据。最后取两次测量的平均值作为最終测试結果。对于圆塔圆形出风ロ冷却塔先用卷尺量出然后根据，选择相应的收水器组合。测量的第一歩是用卷尺量出冷却塔出风ロ直径，然后根据出风ロ的直径，选择相应的收水器组合，再根据相应组合要求的安装方法把圆塔冷却塔飘水收集装置固定在冷却塔的出风ロ，用角度尺測量高效收水器窄缝长度方向的水平夹角Θ。该步骤可以在冷却塔 停机时进行，也可以在冷却塔工作时进行。
测量的第二步应该在冷却塔正常工作条件下进行。高效收水器捕集飘水；被捕集在收水器内表面的飘水聚集到一定量时，在重力作用下克服张カ向下运动，从收水器入口边缘的正“V”型导流槽、到收水器末端的集水槽、再经过导流管3，流入标尺管5，直至标尺管5最低刻度线以上。测量的第三步开始计时并记下标尺管开始计时时的刻度，N个标尺管依次进行；当标尺管5内的水位上升到接近满刻度线时，停止计时并记下标尺管停止计时时的刻度，N个标尺管也依次进行；记时时间越长，測量结果准确度越高。测量的第四步为查表并计算为了提高測量精度和准度，以及考虑到测量的灵活性和装置便携性等综合因素，把收水器分为A、B、C、D、E和F六个型号，具体见表格一。对于不同直径的出风ロ，可选择表格ニ中的搭配组合，最后带入相关数据得出计算結果。表格一
收I收水器两底边I起点离支I收水器I收水窄缝两边在风筒截I收水窄缝水平投影面积占所在圆环I数量(个)
水对应圆心角a架圆心距长度面上投影的圆心角β面积的比例Ki (i=a、b、c、d、e、f、g)
器(。)离(mm) (mm)(。)
类
I_______
a 350 650 I ,tan 1.5 I , tan 1.5 3
_____Htan __
B L 5 80 1120 ,tan0.75 I .!an0.75 3
Itan-1.................................................. —fair4.................................丨丨丨丨丨丨丨關
cros ·180 cos 6 c °·8 1000 1200 ,tan0.4 I ,tan0.4 3
21311"1--—tan"1-
cos V180 cos Θ
D °·5 2000 1200 ,tan0.25I ,tail0.25 6
2 tan-1—tair1
cos δISO cos
E o.4 3000 1200 ,tan0.2I ,tan0.2 6
2t通-1-—tan-1-
_____cos V 180_cos 9__
F °·3 4000 1200 ,tan0.15 I ,tan0,15 6
2 tanベ.....................................................................................................—...................................................................................................
_____COS f |i__cos &__
注Θ为收水器与风筒截面的夹角，根据实际安装情况测得。测试时根据不同的风筒内径对以上六种尺寸的收水器进行组合运用，具体测试逻辑如表格ニ
表格ニ
权利要求
1.ー种测量冷却塔飘水率装置，包括圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置，方形出风ロ冷却塔飘水收集装置，其特征在于 圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括六角架中心圆盘(1)，六角架支撑脚(9)、A卞各型高效收水器、导流管(3)、标尺管(5)，支撑脚固定件(6)，收水器固定件(8)，在冷却塔上盖板(7)上面的出风筒(10)出风ロ处，測量冷却塔飘水率装置通过支撑脚固定件(6)固定连接六角架支撑脚(9),六角架支撑脚(9)和六角架中心圆盘(I)组成六角架,六个六角架支撑脚(9)上分別通过收水器固定件(8)固定连接A卞各型高效收水器中的任ー个，A卞各高效收水器再分别通过导流管(3)连接标尺管(5)； 方形出风ロ冷却塔飘水收集装置包括支撑杆(15)，支撑杆固定件(12)，收水器固定件(17)，M型高效收水器(19)，N型高效收水器(16)，收水器连接件(18)，导流管(3)和标尺管(5)； 位于方形出风ロ(11)处，測量冷却塔飘水率装置通过支撑杆固定件(12)固定连接ニ个支撑杆(15), ニ个支撑杆(15)下面分别通过收水器固定件(17)固定连接M型高效收水器(19)和N型高效收水器(16)，M型高效收水器(19)和N型高效收水器(16)分别通过导流管(3)连接标尺管(5)。
2.根据权利要求I所述的测量冷却塔飘水率装置，其特征在于所述A>各型高效收水器主体呈倒V形，下面两侧分别设有正V型槽(2、3)，尾部设有集水器(25)，进风窄缝的两边夹角为α，两壁面在水平面上的投影为扇形。
3.根据权利要求I所述的测量冷却塔飘水率装置，其特征在于所述标尺管(5)呈Y形，底部装有用来调节测试前的液面高度的旋塞(24)，上部的开叉端(21)与导流管(3 )连接，另一端顶部开有小孔(26)，用于保持管内外气压相同，确保水能顺利流入。
4.根据权利要求I所述的测量冷却塔飘水率装置，其特征在于所述M型高效收水器(19)和N型高效收水器(16)，其各边互相平行，收水窄缝的水平投影为矩形，其中M型高效收水器(16)尾部设有集水器(25)。
5.根据权利要求I所述的测量冷却塔飘水率装置，其特征在于所述B型高效收水器和C型高效收水器顶点在水平放置时离六角架中心圆盘(I )的中心距离分别为80mm和1000mm，两者间隔放置。
6.一种采用測量冷却塔飘水率装置測量冷却塔飘水率的方法，其特征在干，具体步骤为 第一歩是用卷尺量出冷却塔出风ロ直径或冷却塔出风ロ边长，然后根据出风ロ的直径或出风ロ的边长，选择相应的高效收水器组合，再把安装有相应的收水器组合的圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置或方形出风ロ冷却塔飘水收集装置固定在冷却塔的出风ロ，用角度尺测量高效收水器窄缝长度方向的水平夹角Θ ; 第二步是用高效收水器捕集飘水直至标尺管最低刻度线以上； 第三步是计时并记录标尺管液位记录开始计时时的刻度，当标尺管内的水位上升到接近满刻度线时，停止计时并记录标尺管停止计时时的刻度，N个标尺管依次进行； 第四步是列表并计算 将圆形出风ロ冷却塔飘水收集装置中的高效收水器分为A、B、C、D、E和F六个型号，根据冷却塔出风ロ直径，选择A、B、C、D、E和F六个型号的高效收水器搭配组合，当出风ロ直径大于4m时还需分次測量，并用相应的飘水率计算公式进行计算，得出计算結果；或将方形出风ロ冷却塔飘水收集装置中的高效收水器分为M、N型，根据冷却塔出风ロ边长，用相应的飘水率计算公式进行计算， 得出计算結果。
全文摘要
本发明涉及一种测量冷却塔飘水率装置及方法，在圆形出风口处，通过支撑脚固定件固定连接六角架支撑脚，六个六角架支撑脚上分别通过收水器固定件固定连接A~F各型高效收水器。高效收水器的选用由风筒直径决定，且分别通过导流管连接标尺管；或在方形风口处，通过支撑杆固定件固定连接二个支撑杆，二个支撑杆下面分别通过收水器固定件固定连接M型高效收水器和N型高效收水器，M型高效收水器和N型高效收水器分别通过导流管连接标尺管。本发明能几乎完全收集收水面积内冷却塔出口的飘水而不受接近饱和的湿热空气影响，更加准确；省去了反复用高精度天平称重的过程，更加简便。
文档编号G01F5/00GK102721445SQ20121021596
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者丁佳文, 丁子文, 刘仁清, 刘婧楠, 刘跃, 叶军, 周洋, 姬翔宇, 张林文, 沈艳, 章立新, 许鹤华, 赵宇, 陈永保, 马红玉 申请人:上海同驰换热设备科技有限公司, 上海理工大学, 北京玻璃钢研究设计院有限公司
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