水轮机冷却塔的动力分析

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楼主 2019-06-20 21:47:17
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根据水轮机工作水头的定义和伯努利能量方程,在水轮机入口立过水断面1-1 ,水轮机出口立过水断面2-2 ,则存在单位质量水体的能量E1和E2 ,得基本能量表达式为:

式中 E——单位质量水体的能量(m );

Z——相对某一基准的位置高度(m ),称为某截面的水流单位位置势能,即比位能;

P——相对压力(N/m2或Pa ),P/γ称为某截面的水流单位压力势能,即比压能;

γ——水的密度(9810N/m3 );

α——断面动能不均匀系数,计算中常取α1 =α2 =1 ;

g——重力加速度(m/s2 );

V——断面平均流速(m/s ),αv 2/2g 称为某截面的水流单位动能,即比能(m )。αv2/2g、P /γ与Z 的三项之和为某水流截面水的总比能。

从式(8-22 )可见:水轮机的有效轴功率(出力)与流量的三次方成正比,与效率η成正比,而与水流过水断面积F 的平方成反比。显然,要提高水轮机的有效轴功率P 效,则要增加流量Q、提高效率η,缩小过水断面积F 。冷却塔中的流量Q 基本上是不变的,水轮机的效率η也在有限范围内变化,一般要求达到80 %以上,因此水轮机的冲击能量(动能)主要是靠缩小过水断面积F、提高流速V 来实现的。


水轮机在冷却塔内安装位置见图8-11 (注:标准型逆流式圆形冷却塔中的安装位置)。水轮机立轴安装,与风机轴直接连接,同步旋转。原冷却塔的进、出水管位于塔内的正中,既是进水管又是立柱,承担布水管等重量。现进水管从上部穿过塔体水平进入水轮机,出发点是想减少阻力增加动能,但塔外进水管在某些场合会影响美观,同时中间立管未充分发挥作用。故进水管从何处进入,视具体情况和不同要求而定。从图8-11 可见: 采用水动风机水轮机基本上没有影响原冷却塔的部件和结构;并且减少了原设在风筒顶部的风机支架、电动机及其位置和传动装置系统。

上期文章······

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