按照（zhào）《采暖通風與空氣調節設（shè）計規範》的要求，當多（duō）台敞開式的冷卻塔設（shè）計為並聯運行，而且在沒有集（jí）水箱的情況下，應該讓並聯中的冷卻塔與水泵（bèng）之間的管段的壓力損失大致相同，要達到這樣的效果，可以（yǐ）在並聯冷卻（què）塔之間配置平衡管（guǎn），或在各塔底部配置聯通水槽。並聯冷（lěng）卻塔由於配置平衡（héng）管的辦法簡單（dān）易行，相比較在出水管增加電動蝶閥而言，其消耗的費用更少，因而在很多冷卻塔工程中被使用。但是《采暖通風（fēng）與（yǔ）空氣調節設計（jì）規範》並未指出（chū）冷卻塔平衡管尺寸應（yīng）該如何計算。點（diǎn）擊查看【冷卻塔平衡（héng）管的（de）作用和優點】

　　在中國建築工業出版社出版的《簡明（míng）空（kōng）調設（shè）計手冊》中指出（chū）“冷卻塔（tǎ）平衡管（guǎn）尺寸（cùn）應與進水管尺寸相同”，但是如何計算也沒有給出詳細的說法。所以本文（wén）主要是對平衡管尺寸的計算方法進（jìn）行一些探討，為廣大同（tóng）行做一個鋪墊。

　　在實（shí）際的冷卻塔（tǎ）並聯運行中，當（dāng）底部配有平衡（héng）管，出水管不設電動蝶閥，且有部分冷卻塔停止運行時，經常會出現（xiàn）一（yī）台冷卻塔持續補水，另外一台冷卻塔溢漏。本文在研究冷卻塔平衡管尺寸計算（suàn）公式的基礎上，也（yě）將（jiāng）會對此現象作出合理（lǐ）解釋。

　　為簡便起見，本文隻討論（lùn）兩台開式冷（lěng）卻塔並聯運行的情況，計算模型（xíng）示意圖如圖1。

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

　　CWP為冷卻水泵，WCC水冷機組。

　　現（xiàn）在先假（jiǎ）設冷卻塔1及（jí）其進（jìn）水電動蝶（dié）閥關閉，冷卻塔2運行。由於冷卻塔2上部有水進入，而冷卻塔1和冷卻塔2同時出水，導致（zhì）兩台冷卻（què）塔的水位發生變化，產生高度差，從而促使（shǐ）水從冷卻塔2經平衡管c流入冷卻塔1，當達到動態平衡時，水位高度差為△h，即圖（tú）1所示狀態。而要想保證（zhèng）不發（fā）生（shēng）溢漏現象，必須小於（yú）溢水管進水口所在水（shuǐ）位與開（kāi）始補水時的水位的高度（dù）差（chà）。而且該高（gāo）度差△h也是平衡（héng）管c中水（shuǐ）流流（liú）動的唯一動力。

　　由流體力學基本理論可知，要計算平衡管c的尺寸，要先知道平衡（héng）管c需要承擔的（de）流量。而當水流達到動態平衡時，管道a與平衡管c之間（jiān）的流量必須相等（děng）。但由於精確計算管道a的流量比較困難，本（běn）文試從討論管道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。

　　一、管道a與管道b流量的分析

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

　　2-2斷麵（miàn）與3斷麵之間的能量（liàng）方程為:

　　式中:Pa1、Pa2—水表麵（miàn）大氣壓力，Pa：

　　ρ—水的（de）密度，kg/m3

　　g—重力加速度，m/S2；P3—3斷麵處壓力，Pa；Va—管道（dào）a的流速，m/s；λ—沿程（chéng）阻（zǔ）力係數，無因次量；la—管（guǎn）道a的長度，m；da—管道a的直徑，m；

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

　　在對各種冷卻塔樣本進行計算（suàn）後，確知進水在（zài）經過填料層流至集水盤上表麵時，流速一般小於（yú）0101m/s，故在（zài）式(2)中將含V′2的那一項略去。

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

　　將(2)-(1)可以得到

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

　　在如圖1所示的這（zhè）種接管方式中，la=lb，da=db，ρξa=ρξb，從而：

　　由式(4)可以判（pàn）斷，Vb≥Va。而Vb-Va的值受尺寸（cùn）、管長和（hé）水位高度差的影響。在進行大量實例計算後，發現尺寸和（hé）管長對速（sù）度差的影響很小，而（ér）水（shuǐ）位高度差對（duì）速度差的影響則相當大。同時，當速度的大小不同時，速度差的變化也很大。速度越大，速度（dù）差越小（xiǎo）。在常用的速（sù）度範圍內(1～215m/s)，速度變化率在25%～5%內。由此可見，流經（jīng）管道b的流量總是大於流經管道a的流量，其差額隨著具體的情況而有所不同。但若接管方式不同於圖1，則由（yóu）於阻力係數的不相等（děng），可能會出現不同於上述分析的（de）現象。

　　二、冷卻塔平衡管c的尺（chǐ）寸計算冷卻（què）塔廠

　　由（yóu）以上計算可知，流經平衡管c的流量總是（shì）小於進水管總（zǒng）流量的一半。假設進水管總流量為Q，若取Q/2為平衡（héng）管需要承擔的（de）流量，則可以（yǐ）認為計算出來的（de）平衡管尺寸是比較安（ān）全的尺寸(當然也可以（yǐ）先估算出管道a的流量（liàng），並以該流量為平衡管需要承擔的流量來計算平衡管尺寸)。下麵（miàn）以Q/2作為流經平衡管的流量，來討論平衡（héng）管的尺寸。

　　同樣利用伯努利（lì）方程:

　　式中

　　:lc—平（píng）衡管長度，m；dc—平衡（héng）管（guǎn）直徑，m；Vc—平衡管中水流速度，m/s；ρξc—平衡管c的局部阻力係數和，無因次量

　　同樣忽略Pa1與Pa2差值的影響，並將含V′2的那一項（xiàng）忽略不計，則由(5)式可推出

　　又由流量計（jì）算公式Q=A×V知:

　　由(7)式有:

　　將(8)式代入(6)式並整理有:

　　式(9)即為計算平衡管尺寸（cùn）的公式。再將(9)式寫成函數的（de）形式:

　　然後求f(d)=0的解即可。而該方程（chéng）可（kě）用牛頓迭代法解，即:

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

　　三、冷卻塔平衡管的計算實例

　　某實際工程選用兩台流量為250m3/h的冷卻塔，設計出水（shuǐ）管尺寸為200mm。各參數取值如下:λ=01037，ρ彎頭=1，ρ進口=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進行模擬計算，結果如表1。

　　觀察表1的計（jì）算結果就會發現，在（zài）流量固定時，△h對冷卻塔平衡管尺寸的影響不（bú）可忽視。而從樣本查閱，不同冷卻塔的△h值並不完全相（xiàng）同，這就告訴91视频网站入口設計人員（yuán），在（zài）為冷卻塔選用（yòng）平衡管時，不能簡單的（de）將主管道的尺寸作為（wéi）平衡管的尺寸，而應該要根據（jù）現場環境進行（háng）詳細的計算。

　　如果（guǒ）在（zài）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（yī）據此計算公式對（duì）其進行（háng）分析（xī），就會知道引起溢（yì）漏的原因大致如下:

　　(1)、尺寸選擇過小，流通能力（lì）有限。

　　(2)、管道中有汙物堵塞，或者（zhě）碟閥損（sǔn）壞而不能全開，導致阻（zǔ）力係數變大，減小流通（tōng）能力。

　　(3)、並聯出水幹管的阻（zǔ）力本（běn）身就不平（píng）衡，導致管道a承擔（dān）的流量大於管道（dào）b承擔的流量（liàng），即使平衡管承擔的流量大於總流量的一半。

　　四、結 論

　　本文對（duì）敞開（kāi）式冷卻塔並（bìng）聯運（yùn）行時平衡管（guǎn）尺寸的定位進行了理（lǐ）論推導（dǎo），並得到了相應的（de）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（jì）工況來進行計算。