鼓風式冷卻塔(鼓風式冷卻塔的圖解原理)

水輪機是一種把水流能量轉換成旋轉機械能的動力機械。在水力發電中利用水電站的水頭和流量作功，即水輪機通過主軸帶動發電機將旋轉機械能轉換成電能。水輪機的基本工作參數為水頭H、流量Q、出力P、效率η、轉速n。按水流對轉輪作用方式的不同，水輪機可分為反擊式水輪機和沖擊式水輪機兩大類，每類又分為若干形式，各種水輪機及其應用水頭范圍見表8-1。1、反擊式水輪機反擊式水輪機轉動區內的水流在通過轉輪葉片通道時，始終是連續充滿整個轉輪的有壓流動，并在轉輪空間曲面形葉片的約束下連續不斷地改變流速的大小和方向，從而對轉輪葉片產生一個反作用力驅動轉輪旋轉。當水流通過水輪機后，其動能和勢能大部分被轉換成轉輪的旋轉機械能。1混流式水輪機見圖8-1混流式水輪機的水流從四周沿徑向進入轉輪，然后近似以軸向流出轉輪。混流式水輪機應用水頭范圍較廣，約為20～700m。結構簡單，運行穩定且效率高，是現代應用最廣泛的一種水輪機。2軸流式水輪機見圖8-2軸流式水輪機的水流在導葉與轉輪之間由徑向流動轉變為軸向流動，而在轉輪區內水流保持軸向流動，軸流式水輪機的常用水頭約為3～50m。軸流式在中低水頭、大流量場合中得到廣泛應用。根據轉輪葉片在運行中能否轉動，又可分為軸流定槳式水輪機的轉動葉片是固定不動的和軸流轉槳式葉片可根據運行的改變而轉動兩種。前者結構簡單、造價較低，但在偏離設計工況運行時效率會急劇下降，故一般用于水頭較低、出力較小及水頭變化幅度較小的場合；后者擴大了高效率區的范圍，提高了運行的穩定性。但需要一個操作葉片轉動的機構。因而結構較復雜，造價較高，一般用于水頭、出力均有較大變化幅度的場合。3斜流式水輪機見圖8-3斜流式水輪機水流在轉輪區內沿著與主軸成某一角度的方向流動。斜流式水輪機的轉輪葉片大多做成可轉動的形式，具有較寬的高效率區，適用于水頭在軸流式與混流式水輪機之間，約為40～200m。斜流式水輪機是在軸流轉槳式水輪機基礎上改進而來，其結構形式及性能特征與軸流轉槳式水輪機類似，但由于其傾斜槳葉操作機構的結構特別復雜，加工工藝要求和造價均較高，一般在大中型場合使用，但應用不普遍。4貫流式水輪機見圖8-4貫流式水輪機是一種流道近似為直筒式的臥軸式水輪機，它不設引水蝸殼，葉片可做成固定的和可轉動的兩種。它的優點是流道平直、過流量大、效率高。但由于轉動葉片外緣的線速度大、周線長，因而旋轉密封困難。目前這種機型已很少使用。2、沖擊式水輪機沖擊式水輪機的轉軸始終處于大氣中，來自壓力鋼管的高壓水流在進入水輪機之前已轉變成高速自由射流，該射流沖擊轉輪的部分輪葉，并在輪葉的約束下發生流速大小和方向的改變，從而將其動能大部分傳遞給輪葉，驅動轉輪旋轉。在射流沖擊輪葉的整個過程中，射流內的壓力基本不變，近似為大氣壓。沖擊式水輪機按射流沖擊轉輪的方式不同可分為水斗式、斜擊式和雙擊式三種。1水斗式水輪機見圖8-5水斗式水輪機亦稱切擊式水輪機。從噴嘴出來的高速自由射流沿轉輪圓周切線方向垂直沖擊輪葉。這種水輪機適用于高水頭、小流量的場合，特別是當水頭超過400m時，由于結構強度和氣蝕等條件的限制，混流式水輪機已不太適用，則常采用水斗式水輪機。2斜擊式水輪機圖8-6從噴嘴出來的自由射流沿著與轉輪旋轉平面成一角度的方向，從轉輪的一側進入輪葉再從另一側流出輪葉。與水斗式相比，其過流量較大，但效率較低，因此這種水輪機一般多用于中小型場合，適用水頭20～300m。3雙擊式水輪機圖8-7從噴嘴出來的射流先后兩次沖擊在轉輪葉片上。這種水輪機結構簡單、制作方便，但效率較低，轉輪葉片強度差，適用于單機出力小于1000kW場合，適用水頭為5～100m。雙擊式水輪機的轉輪由兩個圓盤和一定數量的葉片組成。葉片形狀為圓弧形或漸開線形，后者效率高，但制造工藝較復雜。水輪機的效率與葉片數目有關，在一定范圍內，葉片越多，效率越高，負荷變化時效率變化也越小。雙擊式水輪機轉輪直徑是指轉輪于射流中心線相切處的節圓直徑。其過流量主要與轉輪寬度有關，可按照流量的變化，來選定相應的轉輪寬度。因此，轉輪的直徑和轉速，可在較大的范圍內進行選擇，這樣就能制造直徑小、轉速高、成本低的雙擊式水輪機。

凡是玻璃鋼冷卻塔都是機械通風，它與其他材料的冷卻塔如鋼筋混凝土塔相比具有明顯優特點，現普遍采用，故主要介紹該塔的優缺點。1、優點1冷卻效果高，運行比較穩定；2布置緊湊，占地面積小；3風吹的水量損失小即飄水損失少；4溫差Δt較大，冷幅高可實現比較低3～5℃，指中、低溫塔，負荷常年較穩定；5可設置在建筑物使用點和泵站附近；6造價較低，材料消耗少并可采用新型、價廉的材料；7施工周期短，上馬快；8因塔體工廠化、規格化生產，運輸方便。2、缺點1耗電較多，風機及電力成本較高；2機械設備主要是風機、電機、傳動裝置維護較復雜，維護費大些；3噪聲較大，有時對環境和居民有一定影響；4當風筒出風口靠近地面時，濕熱空氣會產生回流，使環境濕度和溫度增加，從而降低冷卻效果，并造成對周圍環境的熱污染。3、適用條件目前在我國，除大型火力發電廠、大型汽車制造企業如第一汽車等采用雙曲線風筒式自然通風冷卻塔之外，大多數采用抽風式機械通風冷卻塔，在大中型冷卻塔中，明顯的趨勢是玻璃鋼冷卻塔替代鋼筋混凝土冷卻塔。對于老的在使用的鋼筋混凝土塔的風筒，不少均改為玻璃鋼風筒。機械通風冷卻塔的適用條件主要為：1氣溫θ及τ、濕度較高的地區；2冷卻水溫要求高、穩定要求嚴格的地方與單位企業；3占地面積有限、場地較狹窄。

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文章關鍵詞: 水輪機 葉片 流式 結構