71 просмотров

Почему градирни имеют такую ​​уникальную форму?

Гиперболоидная форма градирен способствует охлаждению рабочей жидкости до низкой температуры за счет выпуска паров в атмосферу через отверстие в верхней части градирни. Форма также помогает облегчить аэродинамическую подъемную силу и более быструю и эффективную диффузию в атмосферу.

Проезжая по сельской местности, вы, вероятно, обратили внимание на ряд фабрик и промышленных предприятий. Без сомнения, грандиозность этих сооружений ошеломляет, но они представляют зрителям живописный вид. Из этих частей одна особенность, которая всегда выделяется, — это градирня — высокая труба, из которой выходит белый (а иногда и черноватый) дым. Многие градирни имеют определенную цилиндрическую форму; их основание широкое, они сужаются в середине и снова становятся широкими наверху. Эта форма называется «гиперболоид».

Первая_Шуховская_Башня_Нижний_Новгород_1896

Первая Шуховская башня, первое в мире гиперболоидное сооружение.

Вы когда-нибудь задумывались, почему градирни имеют форму гиперболоида?

Рекомендуемое видео для вас:

Если вы хотите купить/лицензировать это видео, напишите нам по адресу admin@scienceabc.com.

Градирни

Кредит: Creative Lab/Shutterstock

Кредит: Creative Lab/Shutterstock

Электростанция состоит из многих компонентов, но градирни являются одними из самых важных. Например, многие считают градирни отличительным признаком электростанций. Функция градирни состоит в том, чтобы выбрасывать избыточное тепло (или отработанное тепло) в атмосферу путем охлаждения горячей жидкости (в большинстве случаев воды) до более низкой температуры. В этих градирнях используются разные методы охлаждения воды, но самый популярный метод включает испарение. Избыточное тепло удаляется из воды с помощью простого процесса старой школы испарения для ее охлаждения.Другой метод включает сухие градирни с замкнутым контуром, которые полностью зависят от использования электрического оборудования для охлаждения рабочей жидкости.

Статья в тему:  Как производится плутоний 239 в ядерном реакторе

Почему градирни имеют форму гиперболоида?

Не существует универсального правила в отношении градирен, которому должны следовать все. Может быть (и на самом деле существует) много разных форм градирен. Однако наиболее распространенным зрелищем, особенно на электростанциях и атомных станциях, являются градирни гиперболоидной формы. Почему архитекторы и инженеры находят эту форму такой завораживающей?

Фактор силы

градирня мем

Прежде всего, форма гиперболоида влияет на прочность всей конструкции. Поскольку градирни предназначены для охлаждения рабочей жидкости до низкой температуры, они выпускают пары в атмосферу через отверстие в верхней части градирни. Следовательно, эти башни должны быть достаточно высокими (они могут достигать 200 метров!), иначе выделяющийся пар может вызвать запотевание или рециркуляцию. Для поддержки такой высокой конструкции чрезвычайно важно, чтобы основание было значительно укреплено и распределено по большой площади, чтобы оно могло поддерживать высокую и тяжелую конструкцию над ним. Вот почему градирни имеют большое круглое основание.

Облегчение аэродинамической подъемной силы

Как упоминалось выше, горячая жидкость охлаждается путем испарения в градирнях. По мере того, как горячая вода испаряется и начинает подниматься в бетонной конструкции, сужающий эффект башни помогает увеличить скорость параллельных слоев пара без каких-либо нарушений (так называемый ламинарный поток). Поскольку горячий воздух менее плотный, чем холодный, он легко поднимается внутрь башни, особенно из-за узости башни посередине.

Более быстрая и эффективная диффузия в атмосферу

Если узость в центре помогает ускорить восходящий поток, то почему открытый верх такой широкий?

Статья в тему:  Какое состояние в туманности помешало бы ядерному синтезу

градирни

Более широкое верхнее отверстие улучшает процесс диффузии (Фото: Петр Лоузенски/Shutterstock)

Верх градирен расширяется, потому что это место, где горячий воздух изнутри градирни диффундирует и смешивается с атмосферным воздухом. Поэтому мы хотим максимально увеличить площадь, через которую происходит эта диффузия, чтобы быстрее смешивалось больше горячего пара и весь процесс охлаждения выполнялся более эффективно. Есть несколько других причин такой формы. Например, широкое основание не только обеспечивает прочность всей конструкции, но и дает достаточно места для установки техники. С логистической точки зрения эту форму легче построить, поскольку для возведения башни используется решетка из прямых балок. Также этот тип конструкции более устойчив к внешним природным воздействиям, чем прямолинейные постройки. Удивительно, как, казалось бы, простое изменение «внешнего вида» конструкции может иметь такое ошеломляющее значение как в качестве, так и в количестве желаемого продукта, которым в данном случае является количество охлажденной воды!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x