冷却塔风机工程手册校订完.doc
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目录
第七版序言………………………………………………………………………………3
1风机设计和选择………………………………………………………………………4
1）风机设计…………………………………………………………………………4
2）风机选择…………………………………………………………………………4
3）风机选择范例……………………………………………………………………7
2风机性能变化规律……………………………………………………………………11
1）风机规律……………………………………………………………………………11
2）风机性能的变化……………………………………………………………………12
3风机效率………………………………………………………………………………15
1）风机系统效率………………………………………………………………………15
2）系统损失……………………………………………………………………………16
3）风机试验……………………………………………………………………………18
4风机风筒………………………………………………………………………………21
1）概要…………………………………………………………………………………21
2）动压的补偿作用……………………………………………………………………23
3）流谱…………………………………………………………………………………24
5风机动力运行特性……………………………………………………………………26
1）概述…………………………………………………………………………………26
2）风机动态特性………………………………………………………………………26
3）临界速度……………………………………………………………………………28
4）共振频率的余度……………………………………………………………………28
5）风机振动的监测……………………………………………………………………30
6叶片平衡技术…………………………………………………………………………35
7风机产生的力…………………………………………………………………………36
1）扭矩…………………………………………………………………………………36
2）径向力………………………………………………………………………………36
3）轴向力载荷…………………………………………………………………………37
8电机尺寸………………………………………………………………………………38
1）电机容量……………………………………………………………………………38
2）空气动力的考虑……………………………………………………………………38
3）机械上的考虑………………………………………………………………………38
4）电机额定输入功率…………………………………………………………………41
5）电机额定输出功率…………………………………………………………………41
6）用极数控制转速……………………………………………………………………41
9节省能源………………………………………………………………………………43
1）冷却塔热力设计策略………………………………………………………………43
2）部件设计……………………………………………………………………………44
10能量节约法……………………………………………………………………………49
1）电机效率……………………………………………………………………………49
2）多转速风机的控制…………………………………………………………………51
3）变速风机控制………………………………………………………………………53
4）变距控制……………………………………………………………………………53
11电机产生的噪声………………………………………………………………………57
1）噪声的概念………………………………………………………………………57
2）国际使用的噪声标准……………………………………………………………59
3）冷却塔噪声………………………………………………………………………60
4）风机噪声…………………………………………………………………………60
5）声功级……………………………………………………………………………61
6）每级波段（8音节）的声功级……………………………………………………61
7）声压级……………………………………………………………………………62
8）两个或更多噪声源的计算………………………………………………………64
9）风机噪声的减少…………………………………………………………………64
12轮毂模式的选择……………………………………………………………………65
1）轮毂系列………………………………………………………………………65
2）轴衬……………………………………………………………………………65
3）3000、4000/5000轮毂芯轴系列……………………………………………66
4）顶部固定板和推力衬套………………………………………………………68
13H叶片的材料结构…………………………………………………………………69
14冷却塔吹风试验……………………………………………………………………70
1）风速计法………………………………………………………………………70
2）皮托管法………………………………………………………………………70
3）测量地点………………………………………………………………………71
4）风速计与皮托管精度的比较…………………………………………………72
5）流量试验的准备………………………………………………………………72
6）风速计皮托管位置计算………………………………………………………72
15风机性能的实地测量………………………………………………………………75
1）引言……………………………………………………………………………75
2）设备……………………………………………………………………………75
3）准备试验………………………………………………………………………76
4）步骤……………………………………………………………………………76
5）风机性能计算…………………………………………………………………79
16风机故障排除……………………………………………………………………81
1）频率响应的余度………………………………………………………………81
2）单个叶片的制动功率…………………………………………………………81
3）压力余度………………………………………………………………………81
4）拖速电机………………………………………………………………………81
5）风机反转………………………………………………………………………81
6）叶片前缘的冲蚀………………………………………………………………81
7）振动……………………………………………………………………………81
参考文献………………………………………………………………………………82
冷却塔轴流风机工程手册
第七版序言
这里提供的手册，试图解决空冷风机工程中所遇到的全部问题。
几个工厂的权威人士授权我编写本手册，首先这种手册对我而言是从未写过的，其次我将重复一些相同的共知的问题，并写出冷却塔工程师所应回答的任何问题，这个题目的情报来源，是根据冷却塔工程师所提供的。
第一步,安排回答冷却塔工程师工作中间的问题。
要获得手册的观念，我需要阅读和学习上百份甚至更多的从不同渠道得来的参考资料，而这又要分几种情况，我要与HUDSON公司的工程师和其他作者取得联系，其中最有价值的资料来自HUDSON公司中最有经验的工程师手中。
除此以外，参考资料是我经过多年搜索而编，主要是飞机设计师的私人经验。
包含在手册中的大量资料内容在我之前是未出版过的。
这本手册的意义在于，它是提供给冷却塔工程师及其有关工作者的一个指南，它在当今来说是一个可靠的资料，了解本手册再设计和运行冷却塔时将不再有困难。
从第一版出版至今已有五年了，而第六出版至今才四个月。
与第一版相比，其变化是巨大的，一个强烈的欲望使我要出版第七版，可能的原因是几方面的。
KEPCO热电厂更关心的是冷却塔躁声控制，一些机械和石化公司迫使我们提出节能，1994年夏，风机运行中破坏引发很多事故，所有这些情况，引发了写第七版的早期原因。
DAEIL水冷有限公司的冷却塔技术站
1风机设计和选择
1）风机设计
每个风机的设计点是对应一种状态,即特定的流量，总压，空气密度和风机转速。
有了这些初始数据，就可以确定一种平面形状和扭转角的分布，它将使所需功率为最小。
要使空气流动，风机要克服两种阻力，就是风机流动中各切面的压力降。
首先是附加损失称为动压损失，这是推动一定量的空气流动所必需的能量，它对克服系统阻力是不做功的，所做功是使热空气离开设备而形成的。
其次是静压损失，它是入口损失，填料损失,收水器损失,及风机入口压力降等组成，这些是风机所做的功，是风机设计所要考虑的内容。
不管风速在叶片处是否均匀，叶片和轮毂的设计将决定风机的主要功能。
具有适当的弦长和扭角的叶片设计，将保证动压在整个流动中是均匀的。
一个完整的轮毂设计将能防止轮毂与叶片间的漏气，即防止轮毂处反向流，下面有两个情况是每个设计者都要对应的。
• 通过草图设计新塔，试图给出最佳设计
• 在一个未知情况的老塔上更换风机
我们在全新的选择过程中，寻找最佳的风机直径，叶片数和叶片的类型，需要的浆距角，风机转速及功率（马力）。
在某些情况下要看EPA（美国环保）提出的声压级噪声的要求，以及工作的环境要求的噪声水平，更重要的是工厂边界的噪声水平，或者给出住宅等敏感区的噪声要求。
实际上不常遇到的事是，对于老塔更换风机时，没设计数据可用，此时只能用近似的估计功率曲线，同时考虑传动比和近似的空气密度。
我们可以寻找适当的风机来替代。
选择HUDSON风机替代已有的风机，通常是比较简单的，要替换已有风机必须预先知道如下情况:
• 风机直径
• 电机功率
• 减速箱的传动比
• 轴的尺寸和减速类型
• 装置所在海平面高度的估算
2）风机选择
在下面选择中，风机最佳直径，叶片数，叶片类型，所需的浆距角，风机转速，以及风机功率的估算，都要通过计算机的叶片选择程序，为此下面的一些要素要考虑和提供
（1）应用风机：
引风或鼓风式的冷却塔草图
（2）风机流量（呎3/分）：
典型的风机直径与流量关系如下，在风机入口处，速度是由1600到2000呎/分，空气速度不会超过2100呎/分（即10.67m/s），这是一个准则，这样可以引导出风机的最佳性能。
多余的风量是在风筒中与水滴相撞击，形成功率的损失。
风机直径（ft）
风机净面积（ft2）
正常流量（cfm）
最大流量（cfm）
12
102.30
163,700-204,600
214,800
13
121.93
195,100-243,900
256,100
14
143.14
229,000-286
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