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    2017-06-26 10:07:33

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    水动风机冷却塔水轮机工作原理

    双击式水轮机从喷嘴出来的水流射流,先后两次冲击在转轴叶片上,其工作原理基本上如图8-9所示。图中绘出了两次冲击的速度三角形的分析。现从力学的动量矩、合力矩及水轮机的功率来分析工作原理。根据动量矩原理,在单位时间内,动量矩等于外力的合力矩,按图8-9所示的速度三角形和力的分析,流量Q是不变的,C1、C2、C3、C4分别为速度三角形中的绝对速度,L1、L2、L3、L4分别与绝对速度垂直的距离,则合力矩M为:M=QC1L1+QC2L2+QC3L3+QC4L48-13为获得高的、理想的叶轮效率,设计要求在叶轮的出口处未被利用的能量尽量小,即要求下一个叶片出口处的绝对速度C4趋向于零,即QC4L4→0,则式8-13成为:M=QC1L1+QC2L2+QC3L38-14式8-14中,QC3L3是出口的动量矩,QC2L2是入水口的动量矩,由于能量的转换需要,前者是减小的,后者是增加的。从图8-9可见:L2=L3,C2=C3,Q相等,则QC2L2=QC3L3,即互补为零,则叶轮的实际动量矩是最终剩下来的叶片入口动量矩M=QC1L1。转轮进口水流绝对速度的方向角为α1,根据力学动量矩相等原则得:M=QC1L1=QC1R1cosα18-15水轮机出力P即功率是角速度ω与动量矩的乘积,则得:P=ωM=ωQC1R1cosα18-16水轮机输入功率为γ·Q·H,则式8-16成为:P=ωM=ωQC1R1cosα1=γ·Q·H8-17水轮机的效率为η,则有效轴功率为:P效=ωMη=ωQC1R1cosα1η=γ·Q·H·η=9、81Q·H·η8-18式中符号同前。上述计算式说明质量流量在能量转换前后没有变化,从式8-18可见,水轮机的轴功率与Q·H·η成正比。对冷却塔来说,各种规格的冷却塔其设计的冷却水量Q是定值,则P与H和η成正比,故要求新研制的用于驱动冷却塔风机的双击式水轮机效率η要高。同时H越大,则轴功率也大,但这里的H是指提升水泵的富余水头,对于在使用的老塔来讲,水泵早已选好,如果水泵的富余水头能达到水轮机的轴功率和设计的转速,则此冷却塔可以改造,用水轮机来驱动风机,替代原来的电动机驱动风机,达到节电节能的目的。反之,则不能改造。综合上述,用于冷却塔水动风机的双击式水轮机如图8-10所示,与用于水力发电的水轮机相比,是很小的水轮机,可称得上是微型水轮机,实际上比水电站的模型水轮机还小。水流经过水轮机的阻力损失视水轮机及Q、H、V的大小有所不同,对于冷却塔中采用槽式、池式配水系统来说,水轮机出水具有自由表面,阻力损失很小,相对来说水轮机效率高;对于冷却塔采用管式配水来说,水轮机出水为压力流,阻力损失一般在0、5m左右,则水轮机效率相对低些,即出力P会小些。但只要达到设计的轴功率和转速,就能保证风量和冷却效果。关键是轴功率,即为9、81·Q·H·η值。

    冷却塔计算机选型

    冷却塔的塔型较多,其计算涉及气象条件P、θ、τ等、冷却水量Q、进出塔水温t1、t2以及冷却塔形式、填料种类及规格、风机性能等多方面条件与因素,计算工作大而繁。国内部分单位根据循环冷却水工程的实际需要和不同情况,编制了一些冷却塔的设计计算程序。有的程序用于冷却塔的设计计算,有的程序用于冷却塔的选型。采用计算机计算,既提高了设计计算的精确性,又节省了计算的工作量和时间,是必然发展的趋势?;げ康谌杓蒲芯吭赫攵曰は低潮嘀频氖掷淙此ǚ缤贾饕笏?,包括钢筋混凝土塔,编制了逆流式机械通风冷却塔的选型程序。该程序采用麦克尔焓差法编制,将逆流式机械通风冷却塔的计算,归纳为四线二点的求解。由填料的热力特性曲线和气象条件、水温计算的冷却塔的操作曲线的交点,可求得气水比λ和冷却任务数N;由风机的特性曲线和塔的通风阻力曲线的交点,可求得风机工作点的风量G。由工作点的风量G和气水比λ,即可求得冷却水量Q。计算机计算程序简化框图见图9-3所示,该程序将冷却塔的参数数据库设计成开放式可随时增加、删除或修改??筛萦没У囊?,自行将新的冷却塔塔型、各种填料、风机和气象参数加入数据库中。这样可不断地更新数据库,使计算程序更具有适应性和实用性。

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