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            為什么核電站的冷卻塔選用雙曲面型的?

            更新時間:22/07/25 10:59:07     來源:www.red927.com
              冷卻塔是利用水和空氣的接觸,通過蒸發作用來散去工業上或制冷空調中產生的廢熱的一種設備。它可以設計成不同的形狀,雙曲面形狀就是其中的一種,對于這種冷卻塔我們可以在發電廠和核電站比較常見,其實不論是核反應堆,還是火電站,冷卻塔都是雙曲線型的。那么問題來了,為什么核電站的冷卻塔都是雙曲面型的?
              一、從驅動方式上講
              核電站偏向于雙曲線冷卻塔,主要原因有兩個:
             ?。?)不需要風機來提供驅動力,靠自然力就可以實現驅動,這就避免了電機和機械故障的風險。大家應該知道一個事情,如果風機系統出現問題,循環水冷不下來,對核電站而言,可不是鬧著玩的。核電裝置,首先應該考慮是可靠,其次才是效率和技術的先進性;
             ?。?)一般核電站冷卻水量都非常巨大,如果采用電力驅動的話,變壓裝置和供電設施也是非常大的,相對來說風險就會增加。
              二、從結構的角度講
              從冷卻塔的成本角度來考慮,面積越大肯定是費用越高,但是,我們卻還想著花更少的錢,建造效果更好的冷卻塔,雖然我們可以從情理上去理解,但是實際上,普通冷卻塔卻無法實現這個想法。雙曲面冷卻塔則成了首選,因為在已知底面和頂面是圓形的情況下來計算連接面的最小表面積,解歐拉方程式會發現連接面是雙曲函數旋轉面。所以冷卻塔被設計成雙曲面的形狀帶來的最大好處是:建塔的時候用料最少,既可以減少風的阻力,又可以用最少的材料來維持結構的完整性。
              三、從冷卻效果角度分析
              雙曲線形的設計更有助于提高冷卻效率,底部有最大的圓周,可以最大限度地進入冷空氣,冷空氣到達最細部位的時候與熱水接觸,這個時候首先應為管徑變小,空氣流速加快,可以盡快帶走熱水中的熱量,其次由于管徑變小,冷空氣的體積也會受到壓縮,所以壓力也有所增加,而壓力增加流體的含熱能力則會隨之增加,于是在細腰部冷空氣可以更大限度的吸收熱水熱量從而使熱水達到冷卻效果。到了最上部,管徑再次擴大,已經攜帶了大量熱量的空氣因為速度減慢,壓力減小,又可以將所含的熱量釋放出來形成白色水蒸氣。
              總之,核電站冷卻塔之所以選用雙曲面型是因為它可以取得更好的冷卻效果。
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