形状很像广东的地标建筑,“小蛮腰”。
中间细,两头粗,头顶还时常冒着白烟。
看起来就像一个超大的烟囱。
它是用来做什么的?
为什么要把它设计成“小蛮腰”的形状呢?
这种建筑一样平常涌如今发电站,比如核电站和火电厂等。
事实上,这并不是什么大烟囱。
它有自己的名字,叫作冷却塔。
真正的烟囱是用来排放废气的,比冷却塔高得多,呈苗条状,顶端有两个透风帽,用来排放锅炉燃烧后产生的废气。
那么冷却塔是用来做什么的呢?
冷却塔的用途和前面提到的烟囱刚好相反。
我们最熟习的冷却塔便是这种呈双曲线形状的建筑。
在火电厂和核电站中,冷却塔是一个可以节约水源的循环系统。
不管是火电厂还是核电站,它们的发电事理都有异曲同工之妙。
都是通过热炉把水烧开,一贯到水变成水蒸气,接着用这些水蒸气推动汽轮机发电。
唯一的不同之处在于二者烧水所用的质料不同。
顾名思义,火电厂采取的质料是煤,而核电站则是利用核反应堆的裂变来烧水。
这些被利用过的水蒸气去了哪里呢?
没错!便是冷却塔。
冷却塔的浸染便是将传送过来的水蒸气再次冷却,然后重新送回锅炉进行二次利用。
以是,大家也都知道了。
冷却塔冒出的白烟实在便是水蒸气,并且还是经由处理的水蒸气,根本不会对环境造成污染。
与烟囱比较,冷却塔的直径大了十倍不止。
而且烟囱是直筒状,但冷却塔却是“小蛮腰”的形状。
为什么会有这样的差异对待呢?
实在,很早以前的冷却塔并没有设计成“小蛮腰”的形状。
而是像普通的烟囱一样,呈现直筒型。
但是随着发电站供电量的提升,冷却塔也越修越高。
这就意味着冷却塔对付稳定性的哀求变得更高了。
建筑师该如何提高冷却塔的稳定性呢?
这个时候就要先先容一下高斯的绝妙定理了。
大略地说便是,任意波折一个曲面时,只要这个曲面不被拉长、压缩或者撕裂,那么这个曲面的高斯曲率就一定不会变。
这样的曲面拥有一个独特的性子。
那便是拥有强大的构造强度和抗变形能力。
这刚好与冷却塔对稳定性的哀求不谋而合。
从建筑角度讲,双曲面无疑是一个最为经济的选择。
作为一种直纹曲面,双曲面可以用一根直线持续迁徙改变得到。
这就意味着,在搭建双曲面的建筑时,并不须要将钢筋做波折处理。
只须要做大略的斜向平行排列便可轻松完成。
当然了,冷却塔的双曲面设计也是有小心机的。
冷却塔的底部比顶部宽的得多。
这样的设计又有什么好处呢?
这就要回到造冷却塔的终极目的冷却水蒸气了。
冷却塔中的水蒸气是从下往上升的。
当冷却塔的构造从下往上由粗变细时,水蒸气的流动速率就会增加,而压力则会降落。
水蒸气经由冷却塔中间最窄的地方时,过小的压力会带来一定的吸附能力。
将水蒸气中的污染物质留在冷却塔内。
并且速率加快的同时,会让水蒸气和水充分地领悟,冷却效果就会大大增加。
这样看来,冷却塔在发电站中可以说是发挥着非同小可的浸染了。
可是在一些核电站中却没有这样的冷却塔,大家知道这是为什么吗?
实在冷却塔的类型有很多种,前面提到的是自然透风双曲线型的冷却塔。
除此之外,目前运用较多的冷却塔类型还有常规湿式冷却塔、海水冷却塔、间接空冷塔以及排烟冷却塔等。
而双曲型的冷却塔自身具有高度、稳定性以及本钱方面的上风。
因此天下上最高的冷却塔采取的便是双曲面这样的设计。
垂直高度达225米。
近年来,火电机组还在向更高参数,更大容量以及更低排放的方向发展。
因此对大型冷却塔的设计和培植也提出了更高的哀求。
随着超大型冷却塔需求量的急剧增加。
相信未来会有更多高度超过两百米的超大型冷却塔涌现。
大家以为还有哪些办法能够提高冷却塔的稳定性呢?欢迎在评论区留言谈论。