一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒的製作方法
2023-09-20 10:03:20 1
專利名稱：一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒的製作方法
技術領域：
本實用新型專利屬於冷卻塔部件，特別涉及一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒。
背景技術：
冷卻塔風機的能量主要用於克服氣流在冷卻塔內產生的阻力，並以的餘能擴
散到大氣中，氣流以通過風筒喉部時的流速最高，若空氣以這樣的流速排入大氣，風機所提 供的動能最大，損失掉的能耗最高。增加擴散筒後氣流出口的面積由喉部面積擴大到出口 面積，流速降低，損失掉的餘能也減小了。早期的風筒的擴散筒都是倒截錐型，從斷面上看 是一條斜直線，中心擴散角一般在14°左右，擴散段高度在0. 5倍的風機直徑以上。這樣的 風筒不僅成本高，且易出現氣流的分離。
實用新型內容本實用新型所要解決的問題是提供一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒，它符 合冷卻塔風機進、出口氣流流態的風筒，研究分析氣流在冷卻塔風機上、下區段的流態(即 風筒的收縮段和擴散段)，設計出與流態特性吻合的風筒線形，降低氣流強制收縮與自然擴 散的阻力，縮小輪轂上方的負壓區。本實用新型專利的技術方案是一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒，其特徵在於其風筒的豎直側壁剖線形狀為(1)在風筒的中下部的喉部以下的氣流收縮段是採用了與該部位收縮比相適應的 維託辛斯基曲線；(2)在風筒喉部以上的擴散筒按高度分成兩段，其第一段為高度在直徑比h/D為 0 0.3之間段，最大擴散角至29° ；(3)在風筒喉部以上的擴散筒按高度分成兩段，其第二段為高度在直徑比h/D為 0. 3之上至風筒出口段，擴散筒曲線收攏；(4)風筒擴散筒上出口由收攏後的線形構成，最後形成一段近乎垂直段；(5)風筒喉部為垂直線段；(6)對風筒各線形變化的銜接處進行圓整處理，實現平順圓滑過渡，尤其在喉部與 擴散筒的交界處採用漸變角度，從0°開始逐漸增大至最大擴散角，此漸變段的高度控制在 擴散區域的1/3左右。本實用新型效果是本實用新型提供了一種新型冷卻塔風筒，能夠有效地強制氣流收縮，減少了氣流 收縮的阻力；風機出口氣流能夠按其流態本性合理擴散和適當約束地排入大氣，降低了風 筒高度，避免了氣流分離，縮小了輪轂上方中心負壓區，回收了部分動能。該風筒與傳統的倒截錐型風筒相比可使風筒高度降低40% 30%，減少了風筒承受的風荷載，提高了風筒 的穩定性與壽命，減少了風筒壁的厚度15 20%，製造成本降低50%以上，縮小了中心負 壓區，動能回收率可達26% 30%。
圖1是維託辛斯基曲線圖圖2是本新型擴散風筒(曲線擴散筒)與倒截錐型擴散風筒(直線擴散筒)的線 形差別圖圖3是倒截錐型風筒(直線擴散筒)圖4是本新型風筒(曲線擴散筒)圖中1方法一部分，2方法二部分，3方法三部分，4方法四部分，5方法五部分，6 方法六部分，7風筒喉部，8擴散筒部分，9直線擴散筒，10曲線擴散筒，11收縮段，12維託辛 斯基曲線，13軸向速度分布線
具體實施方式
本實用新型涉及一種新型冷卻塔風筒，在設計中採用了如下措施 (1)在風筒喉部以下的氣流收縮段採用了與該部位收縮比相適應的維託辛斯基曲 線，見附圖4中1方法一；(2)在風筒喉部以上的擴散筒按高度分成兩段，第一段為高徑比(h/D)在0 0. 3 之間段，最大擴散角至29°，見附圖4中2方法二；(3)第二段為高徑比(h/D)0. 3之上至風筒出口段，擴散筒曲線收攏，以避免氣流 與風筒壁分離而出現渦流，亦可縮小風筒中心區出現的負壓區，見附圖4中3方法三；(4)風筒擴散筒出口由收攏後的線形構成，最後形成一段近乎垂直段，以便對出口 氣流進行導流，增加氣流向上的慣性，有利防止溼熱空氣回流，見附圖4中4方法四；(5)風筒喉部為垂直段，以便風機抽力的形成，見附圖4中5方法五；(6)對風筒各線形變化的銜接處進行圓整處理，實現平順圓滑過渡，尤其在喉部與 擴散筒的交界處採用漸變角度，從0°開始逐漸增大至最大擴散角，此漸變段的高度控制在 擴散區域的1/3左右，消除線形突變造成的阻力，見附圖4中6方法六。其氣流實際通過程一、氣流在風機進口處(風機下部區段)的流態是由方形流場向圓形流場轉變且 通道強制收縮的過程，收縮比一般在1 4 1 5的範圍內，因此本實用新型的風筒收縮 段的線形採用與這一收縮比相適應的收縮曲線——維託辛斯基曲線。見附圖1。二、氣流在風機出口處(風機上部區段)的流態是流體力學中的旋轉射流流態，根 據流體力學的理論圓柱形射流出口，氣流在離開出口處至高徑比h/D = 0. 3之間區段，普 通射流的最大散射角可達29°，旋轉射流的散射角還大，因此本實用新型在風機上部氣流 由離開出口處至高徑比h/D = 0. 3之間區段的風筒擴散段的擴散角做到29°，比國家規範 (GB/T 50392-2006)規定的倒截錐型擴散筒的最大擴散角14°提高了一倍還多；射流氣流 在高徑比h/D = 0. 3之上擴散邊界開始向中心收縮、回攏，根據這一特點本實用新型的擴散 筒曲線在高徑比h/D = 0. 3之上開始收攏，向中心收縮，直至曲線與切線近乎重合，最後形成近乎垂直的出口，避免氣流與風筒壁分離而出現渦流，縮小輪轂上方中心負壓區。
三、本實用新型的風筒對各線形變化的銜接處進行圓整處理，實現平順圓滑過渡， 尤其在喉部與擴散筒的交界處採用漸變角度，從0°開始逐漸增大至最大擴散角，此漸變段 的高度控制在擴散區域的1/3左右，消除線形突變造成的阻力。
權利要求1. 一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒，其特徵在於 其風筒的豎直側壁剖線形狀為(1)在風筒的中下部的喉部以下的氣流收縮段是採用了與該部位收縮比相適應的維託辛斯基曲線；(2)在風筒喉部以上的擴散筒按高度分成兩段，其第一段為高度直徑比h/D在0 0.3 之間段，最大擴散角至四° ；(3)在風筒喉部以上的擴散筒按高度分成兩段，其第二段為高度直徑比h/D在0.3之上 至風筒出口段，擴散筒曲線收攏；(4)風筒擴散筒上出口由收攏後的線形構成，最後形成一段近乎垂直段；(5)風筒喉部為垂直線段；(6)對風筒各線形變化的銜接處進行圓整處理，實現平順圓滑過渡，尤其在喉部與擴散 筒的交界處採用漸變角度，從0°開始逐漸增大至最大擴散角，此漸變段的高度控制在擴散 區域的1/3左右。
專利摘要一種新型冷卻塔風機動能回收型風筒，風筒豎直側壁剖線中下喉部以下的氣流收縮段採用與該部位收縮比相適應的維託辛斯基曲線；在喉部以上的擴散筒按高度分成兩段其第一段在高徑比為0～0.3之間段，最大擴散角至29°；第二段為高徑比為0.3之上至出口段，擴散筒曲線收攏；擴散筒上出口由收攏後的線形構成，最後一段近乎垂直段；喉部為垂直線段。有效強制氣流收縮，減少氣流收縮阻力；風機出口氣流按流態本性合理擴散和約束地排入大氣，可降低風筒高度，減少風筒壁的厚度，避免氣流分離，縮小輪轂上方中心負壓區，回收部分動能。減少風筒承受風荷載，提高穩定性與壽命，降低成本50％，縮小負壓區，動能回收率達26％～30％。
文檔編號F28F25/10GK201876190SQ201020604839
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年11月12日
發明者王敬, 胡連江 申請人:天津辰鑫石化工程設計有限公司