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| 水動風(fēng)機(jī)冷卻塔水輪機(jī)的工作原理 |
| 發(fā)布者：冷卻塔 點擊：2335 |
雙擊式水輪機(jī)從噴嘴出來的水流射流，先后兩次沖擊在轉(zhuǎn)軸葉片上，其工作原理基本上如圖8-9 所示。圖中繪出了兩次沖擊的速度三角形的分析。現(xiàn)從力學(xué)的動量矩、合力矩及水輪機(jī)的功率來分析工作原理。 根據(jù)動量矩原理，在單位時間內(nèi)，動量矩等于外力的合力矩，按圖8-9 所示的速度三角形和力的分析，流量Q 是不變的，C1、C2、C3、C4分別為速度三角形中的速度，L1、 L2、L3、L4分別與速度垂直的距離，則合力矩M 為： M =QC1L1 +QC2L2 +QC3L3+QC4L4 （8-13 ） 為獲得高的、理想的葉輪效率，設(shè)計要求在葉輪的出口處未被利用的能量盡量小，即要求下一個葉片出口處的速度C4 趨向于零，即QC4L4 → 0 ，則式（8-13 ）成為： M =QC1L1 +QC2L2+QC3L3 （8-14 ） 式（8-14 ）中，QC3L3是出口的動量矩，QC2L2是入水口的動量矩，由于能量的轉(zhuǎn)換需要，前者是減小的，后者是增加的。從圖8-9 可見：L2 =L3 ，C2 =C3 ，Q 相等，則QC 2L2 =QC3L3 ，即互補(bǔ)為零，則葉輪的實際動量矩是終剩下來的葉片入口動量矩M =QC1L1 。轉(zhuǎn)輪進(jìn)口水流速度的方向角為α1 ，根據(jù)力學(xué)動量矩相等原則得： M =QC1L1 =QC1R1cosα1 （8-15 ） 水輪機(jī)出力P （即功率）是角速度ω 與動量矩的乘積，則得： P =ωM =ωQC1R1cosα1 （8-16 ） 水輪機(jī)輸入功率為γ·Q·H ，則式（8-16 ）成為： P =ωM =ωQC1R1cosα1 =γ·Q·H （8-17 ） 水輪機(jī)的效率為η，則有效軸功率為： P效=ωMη =ωQC1R1cosα1η=γ·Q·H·η=9.81Q·H·η （8-18 ） 式中符號同前。 上述計算式說明質(zhì)量流量在能量轉(zhuǎn)換前后沒有變化，從式（8-18 ）可見，水輪機(jī)的軸功率與Q·H·η成正比。對冷卻塔來說，各種規(guī)格的冷卻塔其設(shè)計的冷卻水量（Q ）是定值，則P 與H 和η 成正比，故要求新研制的用于驅(qū)動冷卻塔風(fēng)機(jī)的雙擊式水輪機(jī)效率η要高。同時H 越大，則軸功率也大，但這里的H 是指提升水泵的富余水頭，對于在使用的老塔來講，水泵早已選好，如果水泵的富余水頭能達(dá)到水輪機(jī)的軸功率和設(shè)計的轉(zhuǎn)速，則此冷卻塔可以改造，用水輪機(jī)來驅(qū)動風(fēng)機(jī)，替代原來的電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)，達(dá)到節(jié)電節(jié)能的目的。反之，雙面涂膠機(jī)則不能改造。 綜合上述，用于冷卻塔水動風(fēng)機(jī)的雙擊式水輪機(jī)如圖8-10 所示，與用于水力發(fā)電的水輪機(jī)相比，是很小的水輪機(jī)，可稱得上是“微型”水輪機(jī)，實際上比水電站的模型水輪機(jī)還小。水流經(jīng)過水輪機(jī)的阻力損失視水輪機(jī)及Q、H、V 的大小有所不同，對于冷卻塔中采用槽式、池式配水系統(tǒng)來說，水輪機(jī)出水具有自由表面，阻力損失很小，相對來說水輪機(jī)效率高；對于冷卻塔采用管式配水來說，水輪機(jī)出水為壓力流，阻力損失一般在0.5m 左右，則水輪機(jī)效率相對低些，即出力P 會小些。但只要達(dá)到設(shè)計的軸功率和轉(zhuǎn)速，就能風(fēng)量和冷卻效果。關(guān)鍵是軸功率，即為9.81·Q·H·η值。 |
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