冷卻塔塔體形狀風(fēng)阻力

試驗證明：單只臺冷卻塔平面圖形較合理的是圓形塔或接近于圓的多邊形塔，多格臺組合冷卻塔可采用正方形或矩形，其邊長比不大于4∶3。在此情況下單格冷卻塔的氣體動力阻力與多格的相比，在其他條件相同時，要小10%～20%。對于同樣面積的冷卻塔，其平面形狀對阻力系數(shù)的影響見表7-10。其中8邊形冷卻塔的阻力系數(shù)取100%為相對值計。

水動風(fēng)機(jī)冷卻塔水輪機(jī)選型

1、選型要求用于冷卻塔內(nèi)推動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動的水輪機(jī)，由于冷卻塔本身要求和條件的限制，不是上述介紹的水輪機(jī)均可適用，而應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行分析研究后選型。用于冷卻塔水輪機(jī)的基本要求為：1水頭H低、流量Q小。冷卻塔的大小是由循環(huán)冷卻水量來決定的，一般在100～3000th，再小的有50～30th等，再大的有4000th。這按秒流量計一般為0、0278～0、833ts。與水力發(fā)電的水量相比，是很小的流量；從水頭來看，用于冷卻塔的水輪機(jī)水頭是利用提升水泵的富余水頭，其可利用水頭的范圍為H=4～20m，通常為5～15m，這與水力發(fā)電的峽谷、庫區(qū)等水位小得多。因此，用于水動風(fēng)機(jī)冷卻塔的水輪機(jī)，應(yīng)是低水頭、小流量的水輪機(jī)才能符合要求。高水頭大流量的肯定不適用。2體積小，阻力少冷卻塔中風(fēng)機(jī)的軸功率等于風(fēng)經(jīng)過冷卻塔各部分阻力的總和。風(fēng)機(jī)設(shè)在風(fēng)筒下部始端，原用電動機(jī)帶動風(fēng)機(jī)時，風(fēng)機(jī)由設(shè)在風(fēng)筒頂端的支架固定。現(xiàn)采用水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)，水輪機(jī)設(shè)在冷卻塔配水管以上由中間進(jìn)水管頂端，水輪機(jī)立軸與風(fēng)機(jī)相連接，省去了原來的風(fēng)機(jī)支架，水輪機(jī)、風(fēng)機(jī)的重量均由中間進(jìn)水管承受。省去了風(fēng)機(jī)支架，減少了支架的通風(fēng)阻力，但增設(shè)了水輪機(jī)，則增加了水輪機(jī)的阻力，如水輪機(jī)體積大，則阻力也增大，故要求水輪機(jī)體積盡可能小，以減小阻力，有利于驅(qū)動水輪機(jī)。3能耗省、效率高水泵的剩余富余水頭是有限的，要用來推動水輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，達(dá)到設(shè)計的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，這就要求充分地利用富余水頭的能量，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪要輕，阻力要小，能耗要省。同時要求水輪機(jī)的效率要高，盡可能達(dá)到80%以上，以提高水輪機(jī)的有效軸功率。4立軸式安裝風(fēng)機(jī)葉片處在同一水平面，風(fēng)機(jī)軸與葉片垂直，而水輪機(jī)必須是立軸式布置，而且應(yīng)是小型水輪機(jī)。立軸布置還可以降低進(jìn)水管水頭損失，提高水輪機(jī)效率。5便于安裝維護(hù)水輪機(jī)是金屬體，有一定的重量，又安裝在冷卻塔內(nèi)上部正中，因此有一定的難度。小塔的水輪機(jī)可能人工就位安裝，但大塔的水輪機(jī)必須用機(jī)械吊裝就位，故要求水輪機(jī)重量輕、便于安裝。同時水輪機(jī)位于塔內(nèi)上部，投入運行后維護(hù)修理很不方便，所以維護(hù)修理要少、工作量要小。還有其他方面的要求，不多論述了。2、水輪機(jī)選型根據(jù)上述要求，對照表821中水輪機(jī)形式和適用的水頭范圍，只有反擊式中的軸流式、貫流式和沖擊式中雙擊式符合水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)選型范圍，故其他形式一律不予考慮。反擊式水輪機(jī)的水流始終是連續(xù)充滿整個轉(zhuǎn)輪的有壓流動。軸流式水輪機(jī)的常用水頭范圍為3～50m，符合水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)的要求，但它適用于大流量，在大型水電站中使用，其模型水輪機(jī)流量為0、835m3s和1、236m3s。而3000th冷卻塔的流量為0、833m3s，軸流式水輪機(jī)在實際應(yīng)用中的流量均10m3s，因此不宜用作水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)。貫流式水輪機(jī)的適應(yīng)水頭為2～30m，很適用于水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)，但是貫流式水輪機(jī)的主軸都采用臥軸布置形式，如要布置成立軸式，則增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，而在冷卻塔內(nèi)安裝則要求簡單、體積小，故基本上不考慮。這樣只剩下沖擊式中的雙擊式水輪機(jī)見圖8-7，其適應(yīng)水頭為5～100m，水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)的水頭在此范圍內(nèi)。其比轉(zhuǎn)速ns=35～150，甚至更高，比轉(zhuǎn)速也稱比速，其含義是：在1m水頭下，產(chǎn)生1kW功率時的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速。比轉(zhuǎn)速ns是一個綜合性參數(shù)，它集中反映了水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速n、水頭H和出力N之間的關(guān)系，表示一個水輪機(jī)系列的特征。在水頭和出力相同的情況下，ns愈大，轉(zhuǎn)速n愈大，則機(jī)組尺寸愈小，機(jī)組造價低；在水頭和轉(zhuǎn)輪直徑相同的情況下，ns大的水輪機(jī)可發(fā)出更多的出力即出力大。在沖擊式水輪機(jī)中，單噴嘴水斗式水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速≤30；斜擊式水輪機(jī)ns=30～70；而雙擊式水輪機(jī)ns為最高。而且適用于發(fā)電量1000kW以下，即流量Q小，適應(yīng)冷卻塔的水流量。同時雙擊式水輪機(jī)兩次沖擊轉(zhuǎn)輪上葉片轉(zhuǎn)動葉輪，結(jié)構(gòu)也簡單，便于制作。綜合上述，選用沖擊式中的雙擊式水輪機(jī)作為水動風(fēng)機(jī)水輪機(jī)，但根據(jù)冷卻塔的特點和需要，在現(xiàn)雙擊式水輪機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)而必要的改進(jìn)和提高，如各種類型的冷卻塔，其冷卻水量和富余水頭基本上是不變的；雙擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪始終處于大氣中，在噴嘴射流沖擊輪葉的整個過程中，射流內(nèi)的壓力基本不變，近似為大氣壓。這對于冷卻塔中槽式、池式配水系統(tǒng)來說是符合的，但對管式配水系統(tǒng)來說，配水管內(nèi)也是有壓的，即水流通過轉(zhuǎn)輪葉片流道及進(jìn)口與出口始終是連續(xù)的有壓流動，這又是反擊式水輪機(jī)的特性，故對雙擊式水輪機(jī)用于冷卻塔水動風(fēng)機(jī)中需進(jìn)行改進(jìn)和重新設(shè)計。結(jié)合圖8-7，因水泵富余水頭H和冷卻水量Q基本上是不變的，不存在流量和壓力的調(diào)節(jié)，故可取消調(diào)節(jié)閘板3和舵輪4；噴嘴為矩形過水?dāng)嗝妫瑪嗝娴拇笮Q定于流速V的大小，有利于高速射流的動能傳遞給輪葉，驅(qū)動轉(zhuǎn)輪按設(shè)計轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動；為提高效率，應(yīng)適當(dāng)增加葉片，并把葉片形狀做成漸開線形等。