一种扇形多层滤纸测蒸发冷却设备飘水率的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蒸发冷却设备测量领域，尤其是涉及一种测量蒸发冷却设备飘水率的 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 蒸发冷却设备主要是利用水在空气中的蒸发向空气排放工艺循环工质所携带废 热的换热设备，包括开式冷却塔、闭式冷却塔、蒸发冷却器、蒸发冷凝器。蒸发冷却设备 行业在中国发展良好，在国民生活和工业生产中都有广泛应用，为了保证蒸发冷却设备 行业的健康可持续发展，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. 1-2008以及DB 31/T204- 2010。其中包括关于开式冷却塔飘水率的测定方法。
[0003] 飘水率是蒸发冷却设备节水性能的重要指标，控制飘水是蒸发冷却设备节水的重 要手段，而能准确测出飘水率是控制飘水的基础。在蒸发冷却设备特别是机械通风蒸发冷 却设备的运行过程中，喷头喷洒的小水滴会随风机抽吸的气流运动，绝大部分水滴靠惯性 作用被收水器捕集，但仍有少量水滴被气流带出塔外形成飘水。飘水率定义为蒸发冷却设 备单位时间的飘水量（飘水的质量流量）与进塔冷却水或者喷淋水质量流量之比。飘水率 高意味着蒸发冷却设备耗水量大、浪费水资源，同时对周围环境也造成一定影响。
[0004] 经过对现有飘水率测量方法的检索，目前存在的方法主要有两种，一是GB/T 7190. 1-2008中使用的测量飘水率的测试方法一一滤纸吸湿法；二是高效集水槽法（中国 发明专利，ZL 201210215962. X)。目前，中国国家标准和上海市地方标准中均使用的是滤纸 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， 用曲别针将滤纸水平放到各测点，计时。视飘水情况放置Imin~5min，快速取出，计时。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。"最终，通过相关计 算得到蒸发冷却设备的飘水率。国标中的滤纸吸湿法尚存在如下问题：1、滤纸在吸收蒸发 冷却设备出风口飘水的同时也会吸收气流中的湿汽，而这部分湿气不属于飘水，从而使测 量值高于实际值，在原理上有缺陷；2、由于蒸发冷却设备出风口中心为负压，导致蒸发冷却 设备飘水在中心处形成回流，若采用单层滤纸进行测试，滤纸吸收蒸发冷却设备出风口飘 水的同时也会吸收回水，即二次飘水；3、蒸发冷却设备飘水沿半径方向呈非线性分布，等面 积法间断布置滤纸进行测试会产生近似替代误差。收水槽集水法目前主要的缺陷是当飘水 很小时，收集不到足够的能够保证测量精度的水量，导致无法使用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能提高飘水率 测量的准确性，实时性、使用方便的扇形多层滤纸测蒸发冷却设备飘水率的装置及方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种扇形多层滤纸测蒸发冷却设备飘水率的装置，由对角设置的两个扇形结构组 成，测量时对角线的中心与风筒的圆心位置重合，所述的扇形结构由数段连续的不锈钢框 架依次连接构成，各段不锈钢框架之间经拉索连接，每段不锈钢框架均为三层结构，各层设 有不锈钢框和不锈钢丝圈并夹设有滤纸，各层不锈钢框之间由定距套管分隔，然后用连接 螺栓固定构成一段不锈钢框架。
[0008] 扇形结构的弧度角由蒸发冷却设备出风口直径及单片滤纸大小确定.
[0009] 优选的，扇形结构的弧度角为3°~8°，出风口直径大者取小值，小者取大值。
[0010] 一种扇形多层滤纸测蒸发冷却设备飘水率的方法，采用以下步骤：
[0011] (1)测量蒸发冷却设备出风口直径，根据出风口直径和单片滤纸大小选择合适弧 度角的扇形结构的测试装置，每段不锈钢框架的各层之间通过定距套管分隔，然后用连接 螺栓固定该段框架，再用拉索将各段框架连接起来，构成整套测试装置；
[0012] (2)精确称量滤纸的质量，然后通过不锈钢丝圈和曲别针将滤纸平整地固定在各 层不锈钢框上；
[0013] (3)将测试装置平置在出风口上，装置的对角线的中心与风筒的圆心位置重合； 放上装置便开始计时，视飘水情况测试1~5min，快速移出测试装置并结束计时，取出滤纸 并称重；
[0014] (4)计算飘水率：
[0015] 从上往下，上层滤纸增重,中层增重Mmi，下层增重。
[0016] 贝丨J
[0017] 测试装置的扇形弧度：
[0018] 每层扇形装置的面积：
[0019] t :出风口边缘的滤纸宽度，mm ;
[0020] D :蒸发冷却设备出风口直径，mm。
[0021] 上层扇形装置的实际增重：
[0022] 中层扇形装置的实际增重：
％
[0023] 下层扇形装置的实际增重：
[0024] Δ Xtl--装置上层滤纸的增重，mg ;
[0025] Δ Xnl--装置中层滤纸的增重，mg ;
[0026] Δ Xbl--装置下层滤纸的增重，mg ;
[0027] Ss 扇形装置的面积，mm2;
[0028] Sf 扇形装置上所对应的滤纸面积，mm2。
[0029] 蒸发冷却设备出风口处一次飘水量：Qn= (AXb-ΔΧη) *60*31/a/1000/1000
[0030] 二次飘水量：Qr= ( Δ X t- Δ Xn) *60* π / a /1000/1000
[0031] 吸湿量：Qa= ΔΧη*60*π/α/1000/1000
[0032] 蒸发冷却设备的飘水率：Pf= Q n/Qt
[0033] Pf--飘水率，％ ;
[0034] Qt--进塔冷却水流量（质量流量）或者喷淋水质量流量，t/h。
[0035] 与现有技术相比，由于出风口为圆形，考虑到在半径方向上单位长度所占的面积 比是沿着径向增大的，所以本发明装置设计为扇形，这样设计更加合理，也便于计算；本发 明装置设计成连续对称分布，可有效解决蒸发冷却设备飘水率沿半径方向的非线性分布问 题，避免了近似替代误差；本发明装置设计为三层，可有效解决测量飘水时所存在的二次飘 水和吸湿问题，从而提高测量飘水率的准确性；本装置三层结构通过连接螺栓、螺母固定， 简单方便，且中间采用定距套管进行分隔，既能有效固定三层框架间的距离，又方便安装与 拆卸；本装置可采用不锈钢或更轻质的材料制作，简单易得，方便加工。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明安装时的结构示意图；
[0037] 图2是本发明安装时的俯视结构示意图；
[0038] 图3是本发明的主视结构示意图；
[0039] 图4是本发明最外侧一个不锈钢框架的结构示意图；
[0040] 图5是本发明最外侧一个不锈钢框架的俯视结构示意图；
[0041] 图6是本发明最外侧一个不锈钢框架的主视结构示意图；
[0042] 图7是滤纸夹放示意图。
[0043] 图中，1-测试装置、2-拉索、3-风筒、4-不锈钢框、5-不锈钢丝圈、6-连接螺栓、 7-定距套管、8-配套螺母、9-滤纸。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0045] 实施例
[0046] -种采用扇形多层滤纸测量蒸发冷却设备飘水率的测量装置1，其结构如图1~3 所示，在GB/T 7190的滤纸法基础上，由于风筒3为圆形，考虑到沿半径方向上单位长度所 占的面积比是沿径向增大的，所以将测试装置形状设计成对角的两个扇形。设计过程中，由 蒸发冷却设备出风口直径大小及单片滤纸的大小确定扇形结构的弧度角，为3°~8°，出 风口直径大者取小值，小者取大值。而且，将本发明装置设计成连续结构，有效解决了蒸发 冷却设备飘水率沿半径方向的非线性分布问题，避免了近似替代误差。另外，将本发明装置 设计为三层，有效解决了测量飘水时所存在的二次飘水和吸湿问题。以下是本发明的具体 说明。
[0047] 测量装置1的各段不锈钢框架可直接通过拉索2进行连接，将其置于风筒3的出 风口上，即可进行蒸发冷却设备飘水率的测量。该装置为由对角设置的两个扇形结构组成， 测量时对角线的中心与风筒3的圆心位置重合，4扇形结构由数段连续的不锈钢框架依次 连接构成，每段不锈钢框架均为三层结构，各层设有不锈钢框4和不锈钢丝圈5并夹设有 滤纸9,各层不锈钢框4之间由定距套管7分隔，然后用连接螺栓6固定构成一段不锈钢框 架。