【正文】 22 .4 1 0 1 9 .2 1 .24 7 .0 4F cm? ? ? ?? 式 （ 411） 考慮到迎風(fēng)面和背風(fēng)面各 1 根肋 F 及 45176。此時 A、 B、 C 三點處由風(fēng)荷載引起的彎距分別為： 22 1 / 2 38 38 6324CCMqN c m? ? ?? ? ?? 設(shè)垂直荷載為 10000N，超載系數(shù)為 ， 動荷系數(shù)為 ， 則正常運轉(zhuǎn) 時冷卻塔上塔體的垂直荷載為 ： 2 1 0 0 0 0 1 .2 1 .4 1 6 8 0 0PN? ? ? ? ③ 上塔體內(nèi)靜壓 上塔體內(nèi)靜壓 為－ 10(約取 100Pa)， 取超載系數(shù) ， 則 100 120q Pa? ? ?內(nèi) － － 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 其它荷載與上塔體無關(guān) ， 故從略 。 共 8條肋，法蘭翻邊的厚度為 12mm。承載局部是由兩塊殼體翻邊法蘭拼接成 ―T‖形肋。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 冷卻塔殼體和計算方法很多，有的很復(fù)雜，但都不能完全精確的計算出準確結(jié)果。即上塔體可由兩個圓柱形和一個錐形構(gòu)成。 塔體運行時的總質(zhì)量 ： Q=風(fēng)機系統(tǒng)質(zhì)量 +塔體結(jié)構(gòu)質(zhì)量（殼體和支架） +填料質(zhì)量 +布水系統(tǒng)質(zhì)量 +運行過程中水質(zhì)量 =1610Kg 風(fēng)荷載引起的載塔體傾覆力矩 0 1 0 3 .4 0 8M H W Kg?? 式（ 42） 風(fēng)荷引起的垂直軸向力 P M N D N? ? ?/ 式（ 43） 拉伸荷載 4/Lp M N D W q?? 式（ 44） 壓縮荷載 cp W N?? ? ? 式（ 45） 加在基礎(chǔ)上的長期荷載 / 268 .333NW Q N?? 式（ 46） 式中 W——作用在冷卻塔上的風(fēng)荷載 H0——冷卻塔重心高度 N——基礎(chǔ)墩數(shù) D——冷卻塔直徑 Wq——每個基礎(chǔ)質(zhì)量 WN——運行時每個基礎(chǔ)上荷載 在逆流式冷卻塔設(shè)計中，直接與逆流式材料有關(guān)的是冷卻塔殼體和底盤。 圖 為塔體在外力作用下，塔體產(chǎn)生的應(yīng)力 [5] 圖 41 冷卻塔受力示意圖 ① 風(fēng)載荷 基本風(fēng)壓 2? 0 50 /W Kg m? 式（ 41） 冷卻塔的風(fēng)載荷為 sW D K W? 67 .3 67 /Kg m? 式中 ——體型小數(shù) D——塔體直徑 Ks——高度系數(shù) ② 雪荷載 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 雪荷載引起的主要是垂直荷載。 短期載荷 包括風(fēng)載荷、地震載荷、維修安裝時的活載荷。 第三章 冷卻塔的 改進 設(shè)計 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 冷卻塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般應(yīng)進行荷載確定及組合、塔體鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計、塔體外殼設(shè)計及安全系數(shù)選擇等內(nèi)容。要降低淋水噪聲一般有兩個途徑 ： 一是在冷卻塔進風(fēng)窗高度 段吊掛點滴塑料填料片和薄膜斜板，前者是讓淋水不斷碰撞逐步下落，后者是讓淋水沿斜板下落，目的是抵消滴水的動能；二是在積水池上增設(shè)一層彈性消聲層，材質(zhì)一般是軟性泡沫塑料或是彈性泡沫橡膠。 降噪設(shè)計 噪聲來源與下列方面 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 ① 風(fēng)車噪音：其噪聲主要是由機械噪聲和流體噪聲組成； ② 電機噪聲：其主要電機運轉(zhuǎn)時的電磁聲； ③ 水滴噪聲 ； ④ 通風(fēng)噪聲：其主要有塔體內(nèi)外空氣流體噪聲和塔體共振噪聲。 通過中小型冷卻塔的設(shè)計與試驗 比較，可以發(fā)現(xiàn)實際使用應(yīng)力比考慮上述諸因素后的許用應(yīng)力還低，這是因為逆流式材料的彈性模量低、變形大，因此尺寸往往不是由強度條件而是剛度條件所決定的。從常溫開始，隨著溫度的升高強度也逐漸下降。 （ 3）安全系數(shù)的考慮 逆流式受材料性能不穩(wěn)定性和成型工藝條件的影響，使其性能有較大的離散。殼體連接處一般都采用翻邊結(jié)構(gòu)，用螺栓連接，在殼體上自然地形成了一條 T 型筋。 （ 2）強度與剛度計算 逆流塔的上下塔體， 采用回轉(zhuǎn)殼體的形式。塔內(nèi)積水量及正常運轉(zhuǎn)時的循環(huán)水量根據(jù)實際需要選擇為 100m3/h 。 塔體設(shè)計 （ 1） 外載荷的確定 塔體承受的外載荷主要有風(fēng)機質(zhì)量、風(fēng)載荷、塔各部件質(zhì)量、填料與塔正常運行時的積水質(zhì)量、風(fēng)機運行時塔內(nèi)的負靜壓力、維修安裝人員的質(zhì)量、積雪載荷和地震力等。因而風(fēng)筒只留下一個較矮的平直段，它的導(dǎo)流收縮段從淋水段一個大圓過渡到風(fēng)機直徑一個小圓，采用均勻流線型設(shè)計 [4]。天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 對于中小型冷卻塔，由于旋轉(zhuǎn)平面平均風(fēng)速 VC ﹤ 7m/s 或旋轉(zhuǎn)平面動壓小于 30Pa，一般不考慮動壓回收。 收水器 收水器是為了減少淋水被濺碎后形成的微小水滴所造成的風(fēng)吹損失及水霧對環(huán)境的污染，塔中應(yīng)設(shè)置收水期，將水滴與空氣分離后收回。 ，可得到大流量及高壓力，并提高風(fēng)機效量率及穩(wěn)定工作范圍該風(fēng)機葉型經(jīng)特別設(shè)計可較大地降低外流噪聲在單位風(fēng)量、單位風(fēng)壓的工況條件下比 a 聲級可降低 34dB，同時在較低轉(zhuǎn)速的情況下可獲得較高風(fēng)機壓力。 目前機械通用冷卻塔使用的風(fēng)機均為軸流風(fēng)機，而 BNDG100 的風(fēng)機采用 SWF系列混流風(fēng)機，它是低噪高效環(huán)保節(jié)能型風(fēng)機，是替代現(xiàn)有軸流及斜流風(fēng)機的換代產(chǎn)品。它的優(yōu)點是布水均勻，供水壓力低。 配水系統(tǒng)設(shè)計的流量范圍為冷卻水量的 80%～ 110%；配水管流速應(yīng)采用 1～ 5m/s；配水系統(tǒng)的總阻力損失宜小于 5Kpa。 三、工作溫度： 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 聚氯乙烯（ PVC） 20℃ 70℃ 聚丙烯（ PP） 20℃ 100℃ 配水系統(tǒng) 冷卻塔配水系統(tǒng)的作用是將需要冷卻的熱水通過配水系統(tǒng)均勻的分布在整個淋水材料上面。 阻燃自熄性好，氧指數(shù) ≥31 產(chǎn)品親水性能強，成膜性好，易于填料的熱傳導(dǎo)。斜交錯填料采用圈料和螺桿組裝兩種形傾斜角一般為 60 度，主要用于圓型冷卻塔。在 BNGD100 冷卻塔里選擇的填料類型是斜交錯填料。本次盤管結(jié)構(gòu)選擇正三角形錯列布置，如 圖示。 塔體尺寸 冷卻塔的結(jié)構(gòu)尺寸包括：上下塔體尺寸、塔體直徑、進風(fēng)口尺寸、淋水裝置高度及風(fēng)扇外型尺寸等。 第二章 逆流式冷卻塔的設(shè)計 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 逆流式冷卻塔的選型 在選擇冷卻塔的時應(yīng)確定下列技術(shù)條件：需冷卻處理的水量 Q=100m3/h。 大型冷卻塔的實測電耗比不大于 ；中小型工業(yè)冷卻塔的耗電比不大于 。中、大、小型冷卻塔的噪聲指標(biāo)，國家標(biāo)準規(guī)定不能超過表 22 表 22 中小型冷卻塔噪聲指標(biāo) /dB(A) 名義流量 /（ m3 (1)熱力性能 根據(jù)國家標(biāo)準 ,中小型逆流式冷卻塔的標(biāo)準設(shè)計工況如表 21 表 21 中小型逆流式冷卻塔標(biāo)準設(shè)計工況 標(biāo)準設(shè)計 B 型 D 型 C 型 G 型 進水溫度 /℃ 出水 溫度 /℃ 設(shè)計溫度 /℃ 濕球溫度 /℃ 干球溫度 /℃ 大氣壓力 /Pa 37 32 5 28． 0 31． 5 9． 91104 43 33 10 28 31． 5 9． 91104 注：表中符號的含義 B標(biāo)準型； D低噪聲型； C超低噪聲型； G工業(yè)型。因此，前者較能發(fā)揮逆流式的強度作用。 ④ 在逆流塔中，逆流式殼體可以作為受力結(jié)構(gòu)，承擔(dān)塔體上部載荷。 ② 當(dāng)采用多臺塔并聯(lián)使用時，橫流塔比逆流 塔具有占地少的優(yōu)點。 逆流塔和橫流塔的優(yōu)缺點比較如下： ① 逆流塔控制冷卻水溫比較準確；橫流塔受氣溫影響又較逆流塔大、風(fēng)機 效率比逆流塔低。 根據(jù)水和空氣的相對流動方向，冷卻塔分為逆流式、橫流式、橫逆流混合式和噴射型 4 種。 ⒌ 按噪聲級別分為普通型、低噪型、超低噪型、超靜音型。 ⒊ 按熱水和空氣的流動方向分有逆流式 冷卻塔 、橫流（交流）式 冷卻塔 、混流式冷卻塔 。 冷卻塔的分類 ⒈ 按通風(fēng)方式分有自然通風(fēng) 冷卻塔 、機械通風(fēng) 冷卻塔 、混合通風(fēng) 冷卻塔 。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進行下去。 圓形逆流式 冷卻塔 的工作過程為例：熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經(jīng)過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至 冷卻塔 的配水系統(tǒng) 內(nèi)，通過 布水 管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，進入塔內(nèi)的空氣是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當(dāng)風(fēng)機運行時，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環(huán)水的溫度下降?；驹硎牵焊稍?(低焓值 )的空氣經(jīng)過風(fēng)機的抽動后，自進風(fēng)網(wǎng)處進入 冷卻塔 內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱 (高焓值 )的水自 配水系統(tǒng) 灑入塔內(nèi)。在對環(huán)境保護上面，國外的冷卻塔的技術(shù)更加成熟，使得冷卻塔對環(huán)境的污染更小。冷卻塔產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于化工，醫(yī)療，食品，石油，民 用，國防，科學(xué)研究等，各個行業(yè)中。 相對于國內(nèi)的冷卻塔發(fā)展?fàn)顩r，國外的冷卻塔的技術(shù)研究及其發(fā)展較早。 對于我國冷卻塔的技術(shù)水平不斷的發(fā)展，冷卻塔行業(yè)要及時建立更多的技術(shù)交流平臺，促進各企業(yè)之間的技術(shù)交流。 而且，近幾年來，國家不斷推出高技術(shù)高質(zhì)量的冷卻塔產(chǎn)品。 盡管我國冷卻塔市場起步晚，但發(fā)展穩(wěn)定增 長，近幾年來每年均以 10％左右的速度增長，市場發(fā)展空間十分廣闊， 2020 年冷卻塔市場銷售增加到 34 億元， 2020年則達 40 億元左右，由于其較好的市場前景和利潤空間，冷卻塔為許多尋找出路的冷卻企業(yè)所看好。產(chǎn)品出口已遍布世界 30 多個國家和地區(qū)。 （ 8） 加強冷卻塔的基礎(chǔ)理論研究，尋求新的高效冷卻途徑。 （ 6） 開發(fā)高效水質(zhì)穩(wěn)定劑，提高水穩(wěn)效果。 （ 4） 研究新型高效收水技術(shù)，解決飄水問題，控制環(huán)境污染。 （ 2） 改進風(fēng)機葉片，采用變速電機提高風(fēng)機效率，降低能耗。 目前國內(nèi) 外對逆流式冷卻塔的研究，主要集中在以下幾個方面。 表 11 逆流式冷卻塔與其他材質(zhì)冷卻塔的比較 比較項目 塔 類 及 容 量 玻璃鋼冷卻塔 混凝土冷卻塔 木結(jié)構(gòu)冷塔 500m3/h 500m3/h 750m3/h 外形尺寸 最大直徑高度 長度寬度 高度 內(nèi)徑高度 外徑 1740mm6843mm 8400mm8400mm14950mm 12136mm24900mm 18900mm 進風(fēng)口溫度 /℃ 5～ 10 10 5 塔體質(zhì)量 總質(zhì)量 6t 總質(zhì)量 100t 消耗優(yōu)質(zhì)木 材 200cm3 材料消耗 逆流式消耗 、鋼 投資 /萬元 5～ 使用壽命/a ﹥ 15 20 3～ 5 施工 安裝 費用低，占地少 費用高，需大 量鋼板， 占地面積大， 施工費用高 表 11 充分說明了 玻璃鋼逆流 冷卻塔的優(yōu)越性。很好的解決了冷卻塔技術(shù)中的一系列難題，從而實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場 快速安裝，大大縮短了冷卻塔的建造周期。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 概述 隨著工業(yè)和民用需水量的越來越多，循環(huán)使用水資源成為一項有效的節(jié)水措施，世界各國都在競相發(fā)展各種類 型的冷卻塔，以往的冷卻塔都采用木結(jié)構(gòu)，但木材易腐蝕，資源少，浪費大，很早就淘汰了，至令沒有找到好的維護方法；鋼筋混凝土式的耐久性顯然好些，但其存在建造周期長，模板耗量大，占地面積大，施工困難，投資高等缺點，因此，研究新結(jié)構(gòu)材料冷卻塔便成為節(jié)水工程中的一個大熱點。 design。最后介紹了在選擇使用材料時應(yīng)注意的問題以及制造技術(shù)，并展望了冷卻塔在國內(nèi)的應(yīng)用前景。 水質(zhì)為多變量的函數(shù)，冷卻 的影響 更是多因素，多變量與多效應(yīng)綜合的過程。依靠 對流傳熱和輻射傳熱