/第一章概述隨著工業和民用需水量的越來越多，循環使用水資源成為一項有效的節水措施，世界各國都在競相發展各種類型的冷卻塔，以往的冷卻塔都采用木‘鋼’和鋼筋混凝土結構，但木材易腐蝕，資源少，浪費大，很早就淘汰了，鋼筋結構冷卻塔的圍護鋼板容易生銹，至令沒有找到好的維護方法：鋼筋混凝土的耐久性顯然好些，但其存在建造周期長，模板耗量大，占地面積大，施工困難，投資高等缺點，因此，研究新結構材料冷卻塔便成為節水工程中的一個大熱點。玻璃鋼具有耐腐蝕，強度高，質量輕，易成型及性能可以根據使用條件進行設計等優點，用來制作冷卻塔可以使塔體小、占地面積小、耗電低、造型美觀、冷效高、耐腐蝕、使用壽命長及安裝方便和造價低等。很好的解決了冷卻塔技術中的一系列難題，從而實現了工廠化生產，現場快速安裝，大大縮短了冷卻塔的建造周期。玻璃鋼冷卻塔，鋼筋混凝土冷卻塔和木結構冷卻塔的比較[1]。表1-1玻璃鋼冷卻塔與其他材質冷卻塔的比較比較工程塔類及容量玻璃鋼冷卻塔鋼筋混凝土冷卻塔木結構冷卻塔500m3/h500m3/h750m3/h外形尺寸最大直徑×高度長度×寬度×高度內徑×高度×外徑1740mm×6843mm8400mm×8400mm×14950mm12136mm×24900mm×18900mm進風口溫度/℃5～10105塔體質量總質量6t總質量100t消耗優質木材200cm3材料消耗玻璃鋼消耗0.7消耗水泥70.8、鋼18.84投資/萬元5～5.510.43317.865使用壽命/a﹥15203～5施工安裝費用低，占地少費用高，需大量鋼板，占地面積大，施工費用高表1-1充分說明了玻璃鋼冷卻塔的優越性。目前我過循環水量在1000m3/h以內機械通風塔，幾乎全部被玻璃鋼冷卻塔代替；就是循環水量在2000-4000m3/h的大型鋼筋混凝土冷卻塔也開始被玻璃鋼冷卻塔所取代。目前國內外對玻璃鋼冷卻塔的研究，主要集中在以下幾個方面。進一步提高冷卻塔的冷卻效率主要研究開發動力消耗少、熱力性能高的冷卻塔。改進風機葉片采用變速電機提高風機效率，降低能耗。研究超低噪聲冷卻塔，降低噪聲污染，改善居住環境。研究新型高效收水技術，解決飄水問題，控制環境污染。研究高效親水材料，提高熱交換效率。開發高效水質穩定劑，提高水穩效果。加強冷卻塔支撐結構的防腐和穩定研究，提高冷卻塔的使用壽命。加強冷卻塔的基礎理論研究，尋求新的高效冷卻途徑。消除大氣污染，回收能源。第二章玻璃鋼冷卻塔的分類及其主要性能2.1玻璃鋼冷卻的工作原理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?；驹硎牵焊稍?低焓值>的空氣經過風機的抽動后，自進風網處進入冷卻塔內；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動，濕熱(高焓值>的水自配水系統灑入塔內。當水滴和空氣接觸時，一方面由于空氣與不的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產生蒸發現象，帶到目前為走蒸發潛熱，將水中的熱量帶走即蒸發傳熱，從而達到降溫之目的[2]。圓形逆流式冷卻塔的工作過程為例：熱水自主機房通過水泵以一定的壓力經過管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環水壓至冷卻塔的配水系統內，通過布水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風機的作用下由底部入風網進入塔內，熱水流經填料表面時形成水膜和空氣進行熱交換，高濕度高晗值的熱風從頂部抽出，進入塔內的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當風機運行時，在塔內靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動能便會降低，從而使循環水的溫度下降。從以上分析可以看出，蒸發降溫與空氣的溫度<通常說的干球溫度）低于或高于水溫無關，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發不會無休止地進行下去。當與水接觸的空氣不飽和時，水分子不斷地向空氣中蒸發，但當水氣接觸面上的空氣達到飽和時，水分子就蒸發不出去，而是處于一種動平衡狀態。蒸發出去的水分子數量等于從空氣中返回到水中的水分子的數量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發就越容易進行，水溫就容易降低。2.2玻璃鋼冷卻塔的分類⒈按通風方式分有自然通風冷卻塔、機械通風冷卻塔、混合通風冷卻塔。⒉按熱水和空氣的接觸方式分有濕式冷卻塔、干式冷卻塔、干濕式冷卻塔。⒊按熱水和空氣的流動方向分有逆流式冷卻塔、橫流<交流）式冷卻塔、混流式冷卻塔。⒋按用途分一般空調用冷卻塔、工業用冷卻塔、高溫型冷卻塔。⒌按噪聲級別分為普通型冷卻塔、低噪型冷卻塔、超低噪型冷卻塔、超靜音型冷卻塔。⒍其他如噴流式冷卻塔、無風機冷卻塔、雙曲線冷卻塔等。根據水和空氣的相對流動方向，冷卻塔分為逆流式、橫流式、橫逆流混合式和噴射型4種。前兩種形式技術成熟、安全可靠、國家已有標準頒發，因此應用最廣。逆流塔和橫流塔的優缺點比較如下：逆流塔控制冷卻水溫比較準確；橫流塔受氣溫影響又較逆流塔大、風機效率比逆流塔低。因此，在不受場地條件限制的情況下，最好選用逆流塔。當采用多臺塔并聯使用時，橫流塔比逆流塔具有占地少的優點。在熱工性能相同的條件下，橫流塔填料用量大，但清洗方便。在逆流塔中，玻璃鋼殼體可以作為受力結構，承擔塔體上部載荷。但在橫流塔中，玻璃鋼殼體結構則只起圍護作用。因此，前者較能發揮玻璃鋼的強度作用。2.3玻璃鋼冷卻塔的主要性能冷卻塔的性能主要有熱力性能、噪聲、耗電比、飄水率和填料性能等。熱力性能根據國家標準GB7190.1-1997,中小型玻璃鋼冷卻塔的標準設計工況如表2-1表2-1中小型玻璃鋼冷卻塔標準設計工況標準設計B型D型C型G型進水溫度/℃出水溫度/℃設計溫度/℃濕球溫度/℃干球溫度/℃大氣壓力/Pa3732528．031．59．91×1044333102831．59．91×104注：表中符號的含義B-標準型；D-低噪聲型；C-超低噪聲型；G-工業型。(2>噪聲噪聲是環境保護方面的要求。中、大、小型冷卻塔的噪聲指標，國家標準規定不能超過表2-2表2-2中小型冷卻塔噪聲指標/dB(A>名義流量/<m3·h-1）噪聲指標B型D型C型G型815305075100150200300400500600800900100066．067．068．068．068．069．070．071．072．072．073．073．074．075．075．060．060．060．060．062．063．063．065．066．066．068．069．070．071．071．055．055．055．055．055．058．058．060．061．062．062．064．067．068．069．070．070．070．070．070．075．075．075．075．075．078．078．078．078．078．0<3）耗電比冷卻塔的耗電比是指實測風機電機的輸入功率與實測冷卻水之比。大型冷卻塔的實測電耗比不大于0.055Kw；中小型工業冷卻塔的耗電比不大于0.06Kw。<4）飄水率飄水率為單位時間內冷卻塔風筒飄出的水量<Kg/h）與進入冷卻塔水量<kg/h）之比。第三章玻璃鋼冷卻塔的設計3.1玻璃鋼冷卻塔的選型在選擇冷卻塔的時應確定下列技術條件：需冷卻處理的水量Q=100m3/h。進塔最高水溫t1=43℃處理后要求達到的水溫t2=33℃,大氣干球溫度31.5℃,大氣濕球溫度28℃,噪聲要求dB(A>,然后按照選型曲線選擇，如掛圖1選出BNGD-100型的冷卻塔。3.2塔體尺寸冷卻塔的結構尺寸包括：上下塔體尺寸、塔體直徑、進風口尺寸、淋水裝置高度及風扇外型尺寸等。BNGD-100型冷卻塔按照設計要求其基本尺寸如下；上塔體尺寸=1970mm下塔體尺寸=490mm塔體直徑=1700mm風扇外型尺寸=1500mm3.3淋水裝置淋水裝置的類型及種類直接關系到冷卻塔的工作效率按淋水在散熱時不同的形式，淋水填料可分為點滴式、薄膜式、點滴薄膜式三類[3]。在BNGD-100冷卻塔里選擇的填料類型是斜交錯填料。斜交錯填料具有技術先進，設計合理，數據可靠，經久耐用，冷卻效果好，通風阻力小，親水性強，接觸面積大等優點。斜交錯填料采用圈料和螺桿組裝兩種形傾斜角一般為60度，主要用于圓型冷卻塔。一、性能特點：適應溫度：65℃~-35℃化學穩定性好，耐酸、堿及有機溶劑的腐蝕。阻燃自熄性好，氧指數≥31產品親水性能強，成膜性好，易于填料的熱傳導。二、規格：50×25×60寬度：125-400mm長度：0.35～0.6±0.05mm三、工作溫度：聚氯乙烯<PVC）-20℃-70℃聚丙烯<PP）-20℃-100℃3.4配水系統冷卻塔配水系統的作用是將需要冷卻的熱水通過配水系統均勻的分布在整個淋水材料上面。對配水系統的設計要求是供水水壓低，壓力分布均勻，通風阻力小，運行可靠，維護簡便。配水系統設計的流量范圍為冷卻水量的80%～110%；配水管流速應采用1～5m/s；配水系統的總阻力損失宜小于5Kpa。對與中小型冷卻塔，多采用旋轉布水器系統。它的優點是布水均勻，供水壓力低。它由旋轉布水頭和水管兩部分組成冷卻塔中的淋水裝置由配水管及噴淋頭組成,在循環水回水余壓的作用下將循環水分配后進行均勻噴淋,其所用材料不用鋼管,均為PVC塑料,這樣不僅增加了濺水裝置的使用壽命,而且避免了水質污染，還降低了成本，如圖3.1所示。圖3.1冷卻塔布水器3.5風機目前機械通用冷卻塔使用的風機均為軸流風機，而BNDG-100的風機采用SWF系列混流風機，它是低噪高效環保節能型風機，是替代現有軸流及斜流風機的換代產品。特點:1.該風機兼有離心風機壓力系數高和軸流式風機流量系數較高的特點，風機流量系數大于離心風機，全壓系數高于軸流式風機，直徑系數小于離心風機，進風方向和出風方向于一條軸線上，進出口直徑相同，風機可直接安裝在管道上，占地少，最適合于直管道加壓送風和排風。2.該風機采用了新的葉型，可得到大流量及高壓力，并提高風機效量率及穩定工作范圍該風機葉型經特別設計可較大地降低外流噪聲在單位風量、單位風壓的工況條件下比a聲級可降低3-4dB，同時在較低轉速的情況下可獲得較高風機壓力。3.由于風機子午面上的氣流加速是在通風機殼為筒形條件下依靠減小進口輪轂相對直徑達到的，由于工作輪轂錐角較小避免轉子輪轂與后導葉輪轂有較大凹凸臺而造成氣流分離，從而提高了風機的效率降低了噪聲。3.6收水器收水器是為了減少淋水被濺碎后形成的微小水滴所造成的風吹損失及水霧對環境的污染，塔中應設置收水期，將水滴與空氣分離后收回。3.7風筒和導圈冷卻塔的風筒分為兩類，一類是動能回收型風筒，另一類是動能不回收型風筒。對于中小型冷卻塔，由于旋轉平面平均風速VC﹤7m/s或旋轉平面動壓小于30Pa，一般不考慮動壓回收。這時就可以不要風筒擴散段，使風筒收縮段與導流圈合二為一。因而風筒只留下一個較矮的平直段，它的導流收縮段從淋水段一個大圓過渡到風機直徑一個小圓，采用均勻流線型設計[4]。3.8集水池設計冷卻塔集水池的作用是匯集淋水裝置掉落下來的水滴，同時起到調節和儲存水量的作用。3.9塔體設計<1）外載荷的確定塔體承受的外載荷主要有風機質量、風載荷、塔各部件質量、填料與塔正常運行時的積水質量、風機運行時塔內的負靜壓力、維修安裝人員的質量、積雪載荷和地震力等。風載荷可以根據塔體形狀、使用地點氣候條件及安裝高度確定，計算詳見第四章第一節。塔內積水量及正常運轉時的循環水量根據實際需要選擇為100m3/h。風機運轉時在塔內造成的負壓，可以根據風量及風道阻力計算。<2）強度與剛度計算逆流塔的上下塔體，采用回轉殼體的形式。為了增強殼體的局部剛度和改善殼體轉折處的應力狀態，一般都在殼體母線及轉折處設置周向加強筋。殼體連接處一般都采用翻邊結構，用螺栓連接，在殼體上自然地形成了一條T型筋。所以整個殼體形成一個變厚度的加筋回轉殼。<3）安全系數的考慮玻璃鋼受材料性能不穩定性和成型工藝條件的影響，使其性能有較大的離散。玻璃鋼的濕態強度明顯比干態強度低。從常溫開始，隨著溫度的升高強度也逐漸下降。對與長期承受較高壓力的玻璃鋼部件，如上塔體、風機葉片等還必須考慮玻璃鋼的蠕變和疲勞問題。通過中小型冷卻塔的設計與實驗比較，可以發現實際使用應力比考慮上述諸因素后的許用應力還低，這是因為玻璃鋼材料的彈性模量低、變形大，因此尺寸往往不是由強度條件而是剛度條件所決定的。總之，大部分玻璃鋼冷卻塔的實際使用應力，安全系數為10～15。3.10降噪設計噪聲來源與下列方面風車噪音：其噪聲主要是由機械噪聲和流體噪聲組成；電機噪聲：其主要電機運轉時的電磁聲；水滴噪聲通風噪聲：其主要有塔體內外空氣流體噪聲和塔體共振噪聲。為了降低噪聲必須采用低噪聲風機和降低淋水噪聲。要降低淋水噪聲一般有兩個途徑；一是在冷卻塔進風窗高度段吊掛點滴塑料填料片和薄膜斜板，前者是讓淋水不斷碰撞逐步下落，后者是讓淋水沿斜板下落，目的是抵消滴水的動能；二是在積水池上增設一層彈性消聲層，材質一般是軟性泡沫塑料或是彈性泡沫橡膠。另外，低噪聲冷卻塔使用時，應調整出口阻力，保證積水盤有一定的積水高度，避免淋水直接落在盤底上，增加噪聲。第四章冷卻塔的結構設計冷卻塔的結構設計，一般應進行荷載確定及組合、塔體鋼架結構設計、玻璃鋼塔體外殼設計及安全系數選擇等內容。4.1冷卻塔載荷分析冷卻塔承受的載荷可分為短期載荷和長期載荷。短期載荷包括風載荷、地震載荷、維修安裝時的活載荷。長期載荷包括結構自重、填料質量、風機和給排水系統正常運行時的積水以及熱交換部位滯留水的質量等。圖4.1為塔體在外力作用下，塔體產生的應力[5]風載荷基本風壓W0=50Kg/m2冷卻塔的風載荷為W=0.463DKsW0=0.463×2.910×1.00×50=67.367Kg/m式中0.463——體型小數；D——塔體直徑；Ks——高度系數；②雪荷載雪荷載引起的主要是垂直荷載。有二種情況：一是冷卻塔工作時，雪花融化不能形成積雪荷載；二是冷卻塔停機時，雪荷載遠小于冷卻塔工作時的載水荷重時，可不予考慮雪荷載。塔體運行時的總質量Q=風機系統質量+塔體結構質量<殼體和支架）+填料質量+布水系統質量+運行過程中水質量=1610Kg風荷載引起的載塔體傾覆力矩M=H0W=1.535×67.367=103.408Kg風荷引起的垂直軸向力P=4M/ND=4×103.408÷6×2.910=200.612N風荷引起基礎上的荷載拉伸荷載pL=4M/ND-Wq壓縮荷載pc=2W/N'加在基礎上的長期荷載WN=Q/N=1610÷6=268.333Kg式中W——作用在冷卻塔上的風荷載H0——冷卻塔重心高度N——基礎墩數D——冷卻塔直徑Wq——每個基礎質量WN——運行時每個基礎上荷載在玻璃鋼冷卻塔設計中，直接與玻璃鋼材料有關的是冷卻塔殼體和底盤。4.2上塔體玻璃鋼殼體結構設計上塔體結構尺寸根據熱力計算結果確定冷卻塔上塔殼體尺寸后，將殼體結簡化為下圖4.2和圖4.3所示。即上塔體可由兩個圓柱形和一個錐形構成。將殼體沿圓周方向劃分成8等分，再將殼體用法蘭打拼裝成薄殼整體1700170029101660800380圖4.2上塔體構造尺寸冷卻塔殼體和計算方法很多，有的很復雜，但都不能完全精確的計算出準確結果。為簡化設計，僅考慮拼接處局部區域承載[6]，而其余部分只考慮失穩而不承載。承載局部是由兩塊殼體翻邊法蘭拼接成“T”形肋。肋的寬度為16t<t為殼體厚度）。共8條肋，法蘭翻邊的厚度為12mm。圖4.圖4.3上塔體構造尺寸上塔體的慣性矩表示如下Ix=2[F<D/2）2+2F<2D/4）2]=FD2=0.0047×2.910×2.910=0.040式中F——肋的截面積D——冷卻塔直徑<2）上塔體強度計算①風荷載設冷卻塔使用地區的基本風壓W0=50Kg/m2<MPa），安裝高度為10m，由?工業與民用建筑結構荷載規范?查得高度系數為K2=1.00，基本風壓調整系數為K1=1.3，則單位高度塔體表面上的風壓為[7]；W=0.463×K2×K1×D×W0=0.463×1.00×1.3×291.0×5×10-4=3.010×10-4×2.910=8.8×10-4MPa上塔體風壓分布，如圖4.4所示圖4.4上塔體風壓分布其中qA=qB=5.15×10-4×2.910=0.149MPaqC=qD=3.010×10-4×1.7=0.088MPa②上塔體垂直荷載上塔體的垂直荷載包括風機重、安裝維修人員重和機械附件、殼體自重等[8]。設垂直荷載為10000N，超載系數為1.2,動荷系數為1.4,則正常運轉時冷卻塔上塔體的垂直荷載為。P2=10000×1.2×1.4=16800N③上塔體內靜壓上塔體內靜壓為－10×9.8Pa(約取100Pa>,取超載系數1.2,則q內=－100×1.2=－120Pa其它荷載與上塔體無關,故從略.<3）強度計算上塔體上用螺栓固定在冷卻塔的鋼支架上,故可將上塔體看作是固定在鋼支架上的懸臂梁來簡化計算。此時A、B、C三點處由風荷載引起的彎距分別為：MC=1/2×qC×382=0.5×8.76×382=6324.72N·cmMB=1/2×qC×(38+80>2＋1/2×(qA－qC>×80×1/3×80=0.5×8.76×138×138＋0.5×6.23×80×80×0.76=90057.39N·cmMA=1/2×qC×(86＋80＋38>2＋1/2×(qA－qC>×862＋1/2×(qA－qC>×(80/3＋86>=0.5×8.76×204×204＋0.5×6.23×86×86＋0.5×6.23×(80÷3＋86>=205667.5N·cm肋的橫截面積為F=2.4×10+19.2×1.2=47.04cm2考慮到迎風面和背風面各1根肋F及45°方向兩根肋折合成一根肋承載，A，B，C三點的截面彎曲模數分別為：WA=WB=2F×291=2×47.04×291=27354cm3WC=2×47×170=15980cm3A、B、C、截面的最大彎曲應力分別為：σAmax=±MA/WA=±205667.5/27354=±7.52Kg/cm2=±0.752MPaσBmax=±MB/WB=±90057.39/27354=±3.292Kg/cm2=±0.3292MPaσCmax=±MC/WC=±6324.72/15980=0.396Kg/cm2=0.0396MPa由于上塔體所承受的垂直荷載由8根肋均分，則每根肋所受的壓應力為：σ′=pZ/8F=－1680/(6×47>=－5.957Kg/cm2=－0.5957MPa將應力疊加，可求得截面A處的最大壓應力：σA=σAmax+σ′=7.52＋5.957=13.477Kg/cm2=1.348MPa手糊聚脂玻璃鋼的壓縮強度為180MPa，安全系數取10，由許用壓應力為[σ]=18MPa。設計中的最大壓應力為1.348MPa，遠小于許用壓應力18MPa，即σA≤[σC]很多，斷面可以減小。肋的局部強度核算由于風載分布不均勻，會引起上塔體受載不均。即使整體強度滿足了要求，還是可能出現局部強度不夠的情況，故尚需對局部強度進行核算。側重于安全考慮，可將肋視為既承受橫向風力、靜壓，又承受垂直的風機重及自重的縱橫彎曲的簡支梁，分段進行計算[9]。肋的中性軸：e=∑S/∑F=[19.2×1.2×0.6＋10×2.4×(0.5＋1.2>]÷47=3.46cm肋橫截面對x軸和y軸的慣性矩分別為：Ix=19.2×1.23÷12＋19.2×1.2×(3.46－0.6>2＋200＋2.4×10×(6.84－5>2=472.6cm4Iy=1.2×19.23÷12＋10÷12×2.43=719cm4由于Iy＜Ix，故取Ix計算臨界力。假設每根肋承擔3.14R/4圓柱面上所承受的風載和靜壓，則最大分布壓力為[10]：q1=<1.0q+q靜）3.14R/4其中q靜為上塔體靜壓,約為－100Pa,取超載系數為1.2,則q靜=－100×1.2=－1.2×10-4MPa則q1=(1.0×1.3×1.71×0.005＋1.2×0.0001>×0.25×3.14R=9.7×10-4RMPa最大分布吸力：q2=(－1.7q＋1.2×10-4>×3.14R÷4=13.9×10-3RMPa由于q1﹤q2，因此應以q2為校核離力。肋穩定計算簡圖如圖4.5所圖4.5肋穩定計算簡圖下面計算肋所承受的歐拉臨界力。已知E=1.3×105N/cm2L=86＋80＋38=204cm則pcr=3.14×3.14×E×IX/L2=3.14×3.14×1.3×105×472.6÷204=14555.8N各點彎矩如下：M中=RA×L÷2-q2×L2÷2=626.5×102－3.34×204×102=5595.72N·cmMB=RA×86-3.34×86×86÷2=52643.68N·cmMC=RA×166－166×1.89×83－1.45×86－40×1.45×0.76×80=103999－26040.42－124.7－3108.8=74725.08N·cm跨中截面彎曲模數為：W中=WB=2F×D=2×47×291=27354cm3跨中截面最大應力為：σ中max=M中/W中=5595.72÷27354=0.205MPa垂直壓力引起的應力和彎距計算如下。垂直壓力引起的應力為：σ′=S/F=210÷47=0.446MPa垂直壓力S在B點引起的彎距MB′=(D-a>×S/2=(291－272>×210÷2=1992N·cmσB′=1995÷457200=0.0436MPa肋跨中截面的總應力為：σ中=σPmax+σ′+σB′=0.205＋0.446＋0.0463=0.695MPa截面受到的最大壓力為：pmax=F×σ中=47×0.6695=32.648N與截面的臨界pcr比較，則pmax﹤pcr如果將肋增加到12cm，會更安全。4.3下塔體水槽強度核算由于下塔體水槽，僅承受部分回流水，只要水不外漏即可滿足使用要求，對變形和強度要求不高[11]。因此可以采用簡化的計算模型。在簡化的計算模型中，沿徑向取從內圓到外圓周邊的單位寬度板進行分析。由于底部水槽用用螺栓固定在鋼支架上，可以簡化為兩端固接梁。其中跨度為l=a-b,受線型均勻荷載q0,梁截面的寬度為1單位。高度為t0最大彎矩Mmax=q0l2/12最大應力σmax=6Mmax/t2材料的允許應力[σ]=σb/K第五章冷卻塔殼體制造技術5.1材料選擇冷卻塔殼體一般采用聚酯玻璃鋼制造。由于長期處在與水接觸的環境中，又暴露在大自然環境，故選擇材料時，要考慮到耐水性和耐自然老化性。增強材料選擇制造冷卻塔殼體用的纖維增強材料，一般選用粗直徑中堿玻璃纖維紗、織的方格布，厚度從0.2～0.8mm.玻璃纖維表面需經過偶聯處理.嚴禁使用土坩堝生產的高堿玻璃纖維布.為提高外觀質量,表面采用樹脂含量高的玻璃纖維表面氈[12]。基體材料選擇由于復合材料殼體的材料玻璃鋼要求具有耐水和減緩老化等功能，故基體材料選用常州253廠生產的TM-189樹脂，羨并要求加入UV9紫外線吸收劑。如果表面采用膠衣層時，則TM-189樹脂中可不加紫外線吸收劑；僅在膠衣樹脂中加UV9紫外線吸收劑。膠衣樹脂一般選用TM-33或天津合成材料廠生產的SGL-22膠衣樹脂。如果選用武漢理工大學劉雄亞教授研制的高性能無機膠黏劑，將能獲得更高的技術經濟效益。5.2制造技術復合材料冷卻塔殼體造型復雜，不宜于批量流水線生產，在國內常采用手糊工藝成型；也有采用手糊和噴射相結合的生產工藝。手糊成型冷卻塔殼體構件一般玻璃鋼制品的糊制，沒有很大區別，但應注意以下幾個問題：外觀質量冷卻塔對玻璃鋼殼體的要求較高。要求表面光滑、色澤均勻、無裂紋。表面上氣泡直徑不大于3～5mm，并且每平方M內不得超過3個；不允許有直徑大于5mm的氣泡出現，而所有的氣泡在產品出廠前都應進行修補。因為冷卻塔殼體外表面質量要求較高，故殼體制造時常采用玻璃鋼陰模成型。玻璃鋼模具表面要求達到鏡面光潔度。翻制殼體構件的玻璃鋼模具，必須保證尺寸精度，其誤差應在設計公差允許范圍內。為了防止變形，殼體模件脫模時，必須保證充分固化。當室溫在15～30℃，固化時間為8～24h[13]。控制配方，可使8h后脫模，糊制好的殼體構件，在60～80℃條件下加熱1～2h，即可脫模，這樣可提高模具周轉率。殼體翻邊是殼體構件的連接法蘭，必須相互平行，為此在設計模具時，不僅要保證尺寸精確，而且要預先估計到變形的可能性。為了避免應力集中，法蘭翻邊和厚度不能偏差太大，也不允許發生樹脂聚脂現象。法蘭部位的形狀如圖示。本設計中法蘭翻邊厚度為t=12mm，壁厚為6mm，L=120mm。對于有防火要求的冷卻塔，必須采用阻燃樹脂。第六章結束語冷卻塔供冷技術在國外已有很多應用,并取得了良好的經濟效益,希望我國對這一領域加大研究力度,并開拓它在國內的應用范圍,相信這將對緩和我國能源緊張狀況起到積極作用。建議將國內一些有條件的現有建筑空調系統改造成冷卻塔供冷系統,作為空調節能的重要技術施來推廣與應用,以節省運行能耗,降低運行費用[14]。并希望在新建建筑物的空調設計階段就能對冷卻塔供冷方案給予充分考慮。建議冷卻塔設備生產廠家在產品樣本中提供濕球溫度范圍更大的冷卻塔熱工數據,并能根據我國不同的地區設計出符合冷卻塔供冷要求的新型冷卻塔,為冷卻塔供冷技術的應用與推廣提供必要的設備和技術數據。參考文獻劉雄亞,晏石林等.復合材料制品設計及應用.北京化學工業版社,2003:6-21.沃丁柱等.復合材料大全.北京化學工業出版社.2000:23-78.劉雄亞,謝懷勤.復合材料工藝及設備,武漢：武漢工業大學出版社.1997:21-54.GB—7190—1—1997GB—7190—2—1997劉德安,郁軼澄.玻璃鋼結構設計基礎,北京：中國建筑工業出版社.1990:63-124.翁祖淇等.中國玻璃鋼工業大全.北京:國防工業出版社.1992:56-78.植村·益次,纖維增強塑料設計手冊.北京玻璃鋼研究所譯,中國建筑工業出版社,1986:12-45.馬最良,孫宇輝.冷卻塔供冷技術的原理及分析.暖通空調,1999,29.TEDPannkoke.coolingtowerbasics.HPAC,1996,(2>.JCHensley.Theapplicationofcoolingtowersforfree-coolingASHRAETrans.1994,100,partⅠ.秦慧敏,周清,潘毅群.利用冷卻水供冷.全國暖通空調制冷年會論文集,1996:65-97.錢換群,郭懷德,金安.冷卻塔冷卻過程模擬計算.暖通空調,2002:53-87.史佑青.冷卻塔運行與實驗.北京:水利電力出版社.2001:58-98.致謝本文是在劉少兵老師的精心指導和大力支持下完成的。劉老師以其嚴謹求實的治學態度、高度的敬業精神、兢兢業業、孜孜以求的工作作風和大膽創新的進取精神對我產生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業設計過程中我也學到了許多了關于玻璃鋼冷卻塔的知識，對復合材料的了解有了很大的提高。所有這一切都將成為我受益終生的寶貴財富!在此，學生謹向指導老師表示衷心的感謝!

另外，感謝張偉老師、胡鵬飛老師、付新建老師、張華老師等對我的教育培養。他們細心指導我的學習與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。感謝我的母親對我的理解、支持和幫助。盡管與他們為我付出的一切相比，所有的語言都顯得蒼白無力，我仍要真誠地說聲:謝謝!

最后，再次對關心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝!目錄玻璃鋼冷卻塔的結構設計摘要冷卻塔是一種廣泛應用的熱力設備，其作用是通過熱質交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，從而降低冷卻水的溫度。本文主要介紹玻璃鋼冷卻塔的工作原理，選用類型，結構設計，并對玻璃鋼冷卻塔的外殼進行了設計，包括上塔體玻璃鋼殼體結構設計和下塔體水槽強度計算。最后介紹了在選擇使用材料時應注意的問題以及制造技術，并展望了冷卻塔在國內的應用前景。關鍵詞：冷卻塔結構玻璃鋼設計StructureDesignoftheFRPCoolingTowerAbstractCoolingtowerisawidelyusedthermalequipment,anditsrolethroughtheheatandmasstransferwillbehigh-temperaturecoolingwaterheat,scatteredintotheatmosphe