高效水动力冷却塔

摘要

本发明涉及一种高效水动力冷却塔，其按照公式设计计算得出基本数据，依据这些基本数据制造出的冷却塔。冷却塔包括外壳、匹配设于外壳内侧的水轮机以及与水轮机分别匹配连接的风扇、冷却水出水管和冷却水进水管；水轮机包括基础环、装设于基础环顶端的蜗壳、装设于基础环底端的尾水管、装设于蜗壳顶端的顶盖、穿设于蜗壳内侧的转动轴以及装设于转动轴一端的转轮。本发明的设计方法简单、合理，计算出精确。本发明的冷却塔具有良好的能量和安全性能，通过水流冲击转轮产生动能，带动风机转动，不需要增加外部动力源，节约了能源，使用安全可靠，适于推广与应用。

主权项

1.一种高效水动力冷却塔的设计方法，其特征在于，包括以下步骤，（A）计算水轮机进水口和水轮机出水口处之间的单位能量差，即冷却塔工作水头H_r，计算公式为：$H_r=E_A-E_B=(Z_A+\frac{p_A}{{\gamma }_A}+\frac{{\alpha }_A{v}_A^2}{2g})-(Z_B+\frac{p_B}{{\gamma }_B}+\frac{{\alpha }_B{v}_B^2}{2g})---\left(1\right);$上述式（1）中，EA指水轮机进水口处的单位能量；EB指水轮机出水口处的单位能量；ZA指水轮机进水口处的几何高度；ZB指水轮机出水口处的几何高度；PA指轮机进水口处的压力；PB指轮机进水口处的压力；γA水轮机进水口处水的比重；γB水轮机出水口处水的比重；νA指水轮机进水口处水流的平均流速；νB指水轮机出水口处水流的平均流速；αA指水轮机进水口处水流的流速不均匀系数；αA指水轮机出水口处水流的流速不均匀系数；g指重力加速度；（B）根据上述步骤（A）及冷却塔初步设计参数计算转轮直径D1，其计算公式为：$D_1=\sqrt{\frac{P}{9.81Q_1{H_r}^{\frac{3}{2}}\eta }}---\left(2\right);$上述式（2）中，P指转轮的额定输出功率；Q₁指转轮设计额定工况的单位流量m³/s；η指转轮输出效率，η=0.8-0.9；（C）根据上述步骤（A）计算蜗壳进口管径d1，其计算公式为：$d_1=\sqrt{\frac{Q_r}{3.14v_1}}---\left(4\right);$上述式（4）中，Qr指冷却塔设计冷却水量，V1指蜗壳进口处的水流流速；（D）计算上述式（4）中冷却塔设计冷却水量Qr,其计算公式为：$Q_r=\frac{\mathrm{r\omega }+\frac{\mathrm{\eta gH}}{\omega }}{\frac{1}{2\pi b_0}+\frac{r}{A}\mathrm{ctg\beta }}(m^3/s)---\left(5\right);$上述式（5）中，r指转轮出口半径；ω指转轮旋转角速度；β指转轮叶片安装角；A指转轮出口过流面积；b₀指固定导叶高度。