按照《采暖通風與空氣調節設計規範》的要求（qiú），當多台敞開式的（de）冷（lěng）卻塔設計為並聯運行，而且在沒有集水箱的情況下，應該讓並聯中的冷卻塔與（yǔ）水泵之間的管段的壓力損失大致相同，要達到這樣的效果，可以在並聯冷卻塔（tǎ）之間配置平衡管，或在各（gè）塔底部配置聯通水槽。並（bìng）聯冷卻塔由於配置平衡管的辦法（fǎ）簡單（dān）易行，相（xiàng）比較在出水管增（zēng）加電動蝶閥而言，其消耗的費用（yòng）更少，因而在（zài）很多冷卻塔（tǎ）工程中被使（shǐ）用。但是《采暖通風與空氣調節設計規範》並未指（zhǐ）出冷卻塔平衡管（guǎn）尺寸應該如何計算。點擊查（chá）看【冷卻塔平（píng）衡管的作用（yòng）和（hé）優（yōu）點】

　　在中國（guó）建築工業出版社出版的《簡明空調設計手冊》中指出“冷卻塔平衡管尺寸應與（yǔ）進水管（guǎn）尺寸相同”，但是如何計算也沒有（yǒu）給出詳（xiáng）細的說法（fǎ）。所以本文主要是對（duì）平（píng）衡管尺寸的計算方法進行一些探討，為廣大同行做（zuò）一個鋪墊。

　　在實際的冷卻塔並聯運行（háng）中，當（dāng）底部配有平（píng）衡管（guǎn），出水管不（bú）設電動蝶閥，且（qiě）有部分冷卻塔停止運行時，經（jīng）常會出現一台冷（lěng）卻塔持續（xù）補水，另外一台冷卻塔溢漏。本文在研究冷卻塔平衡管尺寸計算公式的基礎上，也將會對（duì）此現象作出合理解釋。

　　為（wéi）簡便起（qǐ）見，本文隻討論兩台開（kāi）式冷卻塔並聯運行的情況，計算模型示意圖如圖1。

　　圖中（zhōng），MV為電動蝶閥，在某一台機組停止運行時，起關斷作用。BV為手動蝶閥，平時開啟（qǐ），檢修時起關斷作用。

　　CWP為冷卻水（shuǐ）泵，WCC水冷（lěng）機組。

　　現（xiàn）在先（xiān）假設冷卻塔1及其進水電動蝶閥（fá）關閉，冷卻塔（tǎ）2運行（háng）。由於冷（lěng）卻塔2上部有水進入，而冷卻塔1和冷卻塔（tǎ）2同時出水，導（dǎo）致兩台（tái）冷卻（què）塔的水位發生變（biàn）化，產生高度差，從而促使水從冷卻塔2經平（píng）衡管c流入冷卻塔1，當達到（dào）動態平衡時，水位高（gāo）度差為△h，即圖1所示狀態。而要想保證不發生溢漏（lòu）現象，必須小於溢水（shuǐ）管進水口所在水（shuǐ）位與開始補水時的水位的高度差。而且該高度差△h也是平衡管c中水流（liú）流（liú）動的唯一動力。

　　由流體力學基本理論可知，要計算平衡管（guǎn）c的尺寸，要先知道平（píng）衡管c需要承擔（dān）的流量（liàng）。而當水流（liú）達到動態平衡時（shí），管道a與平衡管c之（zhī）間的流量必須相等。但由於精確計算管（guǎn）道a的流量比較（jiào）困難，本文（wén）試從（cóng）討論管道a和管道b流量的關係出發（fā），來大致估算流經管道a的流量（liàng）。

　　一、管（guǎn）道a與管道b流量的分析

　　根據流體力學理論，假設在運行過程中（zhōng），水為理想流體，且為定常流動。則根據伯努利方程，1-1斷麵與3斷麵（miàn）之間的能量方程為:

　　2-2斷麵（miàn）與3斷（duàn）麵之間的能量方程為:

　　式中:Pa1、Pa2—水表麵大氣壓力，Pa：

　　ρ—水的密度，kg/m3

　　g—重力加（jiā）速度，m/S2；P3—3斷麵處壓力，Pa；Va—管道a的流速，m/s；λ—沿程阻力係（xì）數，無（wú）因次量；la—管道a的長度，m；da—管（guǎn）道a的直徑，m；

　　ρξa—管道a的（de）局部阻力（lì）係數和，無因次量；V′2—冷卻塔2集（jí）水盤表麵水流速度，m/s；Vb—管道b的流速，m/s；lb—管道b的長度（dù），m；db—管道b的直徑，m；ρξb—管道b的局部（bù）阻力係數和，無因次量

　　在對各種（zhǒng）冷卻塔樣本進（jìn）行計算後，確知進水在經過填料層流至集水盤上表麵時，流速一般小於0101m/s，故在式(2)中將含V′2的那一項略去（qù）。

　　由於運行的冷卻塔風機的抽吸作用，Pa2會小（xiǎo）於Pa1，在這裏為了簡化計算，忽略該因素（sù）。

　　將(2)-(1)可以得（dé）到

　　△h=h2-h1，其最大值為溢水管進水口所在（zài）水位與開（kāi）始補水時（shí）的水位的高度差。查閱樣本知其值（zhí）大概在012m-014m之間。

　　在如圖（tú）1所示的這種接管（guǎn）方式中，la=lb，da=db，ρξa=ρξb，從（cóng）而：

　　由式(4)可（kě）以判斷，Vb≥Va。而Vb-Va的（de）值受尺寸、管長和水位高度差的影響（xiǎng）。在（zài）進行（háng）大量實例計算後，發現尺寸和管長（zhǎng）對速度差的影響（xiǎng）很小，而水位高度差（chà）對（duì）速度差的影響則（zé）相當大。同時，當速度的大小不同時，速度差的變（biàn）化也很大。速度（dù）越大，速度差越小。在常用的（de）速度範（fàn）圍內(1～215m/s)，速度變化率在25%～5%內。由此可見，流經管道b的流量總是大於流經管道a的流量，其差額隨著具（jù）體的（de）情況而有所不同。但（dàn）若接管方式不同於圖1，則由於阻力係數的不相等，可能會出現不同於上述分析的現象。

　　二、冷卻（què）塔平衡管c的（de）尺寸計算冷（lěng）卻塔廠

　　由以上計算可知，流經平衡管c的流量總（zǒng）是小於進水管總流量的一半。假設進水管總流量為Q，若取Q/2為平衡管需要承擔的流量，則可以認為（wéi）計算出來的平（píng）衡管尺寸是比（bǐ）較安（ān）全的尺寸(當然也可以先估算出管道a的（de）流量，並以該流量為平衡管需要（yào）承擔的（de）流量來計算（suàn）平衡管尺寸)。下麵以Q/2作為流經平衡管（guǎn）的流量，來討（tǎo）論平衡管的尺寸。

　　同樣利用伯努（nǔ）利方程:

　　式中（zhōng）

　　:lc—平（píng）衡管長度，m；dc—平衡（héng）管直（zhí）徑，m；Vc—平衡（héng）管中水流速（sù）度，m/s；ρξc—平衡管（guǎn）c的局部阻力（lì）係數和，無因次量

　　同樣忽略Pa1與Pa2差值的影響，並將含V′2的那（nà）一項忽略不計，則（zé）由(5)式（shì）可推出

　　又（yòu）由流量計算公式Q=A×V知:

　　由(7)式有:

　　將(8)式代入(6)式並整（zhěng）理有:

　　式(9)即為計算平衡管尺寸的公式。再將(9)式寫成函數的形式:

　　然後求f(d)=0的解即可。而該（gāi）方程可用牛頓（dùn）迭代法（fǎ）解，即:

　　在（zài）確定其（qí）他參數的值以後，以某初始值d0代入(10)式進行迭代計算，即可求解。

　　三、冷（lěng）卻塔平衡管的計算實例

　　某實際工程選用（yòng）兩台流量為250m3/h的冷卻塔，設（shè）計出水管尺寸為200mm。各參數取值（zhí）如下:λ=01037，ρ彎頭=1，ρ進（jìn）口=019，ρ彎頭=019，ρ蝶閥=015，平衡管計算流量取125m3/h。△h分別取012m，013m，014m進行模（mó）擬計算，結果如表（biǎo）1。

　　觀察表1的（de）計算結果就會發現，在流量固定時，△h對冷卻塔平衡管尺寸的影響不可忽視。而從樣本查閱，不同冷卻塔（tǎ）的△h值並不（bú）完全相同，這就告訴91视频网站入口設計人員（yuán），在為冷卻塔選用平衡管時，不能簡單的將主（zhǔ）管道的尺寸作為平衡管的尺寸，而應（yīng）該要根據現場環境進行詳細的計算。

　　如（rú）果在實際的冷卻塔工程中發現溢漏現象（xiàng），91视频网站入口可以依據此（cǐ）計算公式對其進行分析，就會知（zhī）道引起溢漏的（de）原因（yīn）大致如下:

　　(1)、尺寸選擇過小，流通能力（lì）有限。

　　(2)、管道中有汙物（wù）堵塞，或者碟閥損壞而不能全開，導致阻力係數變大，減小流通能力。

　　(3)、並聯出水幹管的阻力本身就不平衡，導致管道（dào）a承擔的流量大於管（guǎn）道b承擔的流（liú）量，即使平（píng）衡管承擔的流量大於總流量（liàng）的一半。

　　四、結 論

　　本文對敞開式冷卻塔並聯運行時平衡管尺寸的定位進行了理論推（tuī）導，並得到了相應的計算公式。研究表明，水位高度差對平衡管尺寸具有不可忽視的影響，建議設計師在計算時，應該結合實際工況來進行計（jì）算。