鼓风式冷却塔(鼓风式冷却塔的图解原理)

水轮机是一种把水流能量转换成旋转机械能的动力机械。在水力发电中利用水电站的水头和流量作功，即水轮机通过主轴带动发电机将旋转机械能转换成电能。水轮机的基本工作参数为水头H、流量Q、出力P、效率η、转速n。按水流对转轮作用方式的不同，水轮机可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类，每类又分为若干形式，各种水轮机及其应用水头范围见表8-1。1、反击式水轮机反击式水轮机转动区内的水流在通过转轮叶片通道时，始终是连续充满整个转轮的有压流动，并在转轮空间曲面形叶片的约束下连续不断地改变流速的大小和方向，从而对转轮叶片产生一个反作用力驱动转轮旋转。当水流通过水轮机后，其动能和势能大部分被转换成转轮的旋转机械能。1混流式水轮机见图8-1混流式水轮机的水流从四周沿径向进入转轮，然后近似以轴向流出转轮。混流式水轮机应用水头范围较广，约为20～700m。结构简单，运行稳定且效率高，是现代应用最广泛的一种水轮机。2轴流式水轮机见图8-2轴流式水轮机的水流在导叶与转轮之间由径向流动转变为轴向流动，而在转轮区内水流保持轴向流动，轴流式水轮机的常用水头约为3～50m。轴流式在中低水头、大流量场合中得到广泛应用。根据转轮叶片在运行中能否转动，又可分为轴流定桨式水轮机的转动叶片是固定不动的和轴流转桨式叶片可根据运行的改变而转动两种。前者结构简单、造价较低，但在偏离设计工况运行时效率会急剧下降，故一般用于水头较低、出力较小及水头变化幅度较小的场合；后者扩大了高效率区的范围，提高了运行的稳定性。但需要一个操作叶片转动的机构。因而结构较复杂，造价较高，一般用于水头、出力均有较大变化幅度的场合。3斜流式水轮机见图8-3斜流式水轮机水流在转轮区内沿着与主轴成某一角度的方向流动。斜流式水轮机的转轮叶片大多做成可转动的形式，具有较宽的高效率区，适用于水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40～200m。斜流式水轮机是在轴流转桨式水轮机基础上改进而来，其结构形式及性能特征与轴流转桨式水轮机类似，但由于其倾斜桨叶操作机构的结构特别复杂，加工工艺要求和造价均较高，一般在大中型场合使用，但应用不普遍。4贯流式水轮机见图8-4贯流式水轮机是一种流道近似为直筒式的卧轴式水轮机，它不设引水蜗壳，叶片可做成固定的和可转动的两种。它的优点是流道平直、过流量大、效率高。但由于转动叶片外缘的线速度大、周线长，因而旋转密封困难。目前这种机型已很少使用。2、冲击式水轮机冲击式水轮机的转轴始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动转轮旋转。在射流冲击轮叶的整个过程中，射流内的压力基本不变，近似为大气压。冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同可分为水斗式、斜击式和双击式三种。1水斗式水轮机见图8-5水斗式水轮机亦称切击式水轮机。从喷嘴出来的高速自由射流沿转轮圆周切线方向垂直冲击轮叶。这种水轮机适用于高水头、小流量的场合，特别是当水头超过400m时，由于结构强度和气蚀等条件的限制，混流式水轮机已不太适用，则常采用水斗式水轮机。2斜击式水轮机图8-6从喷嘴出来的自由射流沿着与转轮旋转平面成一角度的方向，从转轮的一侧进入轮叶再从另一侧流出轮叶。与水斗式相比，其过流量较大，但效率较低，因此这种水轮机一般多用于中小型场合，适用水头20～300m。3双击式水轮机图8-7从喷嘴出来的射流先后两次冲击在转轮叶片上。这种水轮机结构简单、制作方便，但效率较低，转轮叶片强度差，适用于单机出力小于1000kW场合，适用水头为5～100m。双击式水轮机的转轮由两个圆盘和一定数量的叶片组成。叶片形状为圆弧形或渐开线形，后者效率高，但制造工艺较复杂。水轮机的效率与叶片数目有关，在一定范围内，叶片越多，效率越高，负荷变化时效率变化也越小。双击式水轮机转轮直径是指转轮于射流中心线相切处的节圆直径。其过流量主要与转轮宽度有关，可按照流量的变化，来选定相应的转轮宽度。因此，转轮的直径和转速，可在较大的范围内进行选择，这样就能制造直径小、转速高、成本低的双击式水轮机。

凡是玻璃钢冷却塔都是机械通风，它与其他材料的冷却塔如钢筋混凝土塔相比具有明显优特点，现普遍采用，故主要介绍该塔的优缺点。1、优点1冷却效果高，运行比较稳定；2布置紧凑，占地面积小；3风吹的水量损失小即飘水损失少；4温差Δt较大，冷幅高可实现比较低3～5℃，指中、低温塔，负荷常年较稳定；5可设置在建筑物使用点和泵站附近；6造价较低，材料消耗少并可采用新型、价廉的材料；7施工周期短，上马快；8因塔体工厂化、规格化生产，运输方便。2、缺点1耗电较多，风机及电力成本较高；2机械设备主要是风机、电机、传动装置维护较复杂，维护费大些；3噪声较大，有时对环境和居民有一定影响；4当风筒出风口靠近地面时，湿热空气会产生回流，使环境湿度和温度增加，从而降低冷却效果，并造成对周围环境的热污染。3、适用条件目前在我国，除大型火力发电厂、大型汽车制造企业如第一汽车等采用双曲线风筒式自然通风冷却塔之外，大多数采用抽风式机械通风冷却塔，在大中型冷却塔中，明显的趋势是玻璃钢冷却塔替代钢筋混凝土冷却塔。对于老的在使用的钢筋混凝土塔的风筒，不少均改为玻璃钢风筒。机械通风冷却塔的适用条件主要为：1气温θ及τ、湿度较高的地区；2冷却水温要求高、稳定要求严格的地方与单位企业；3占地面积有限、场地较狭窄。

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文章关键词: 水轮机 叶片 流式 结构