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玻璃钢冷却塔结构设计.doc 36页
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随着工业和民用需水量的越来越多，循环使用水资源成为一项有效的节水措施，世界各国都在竞相发展各种类型的冷却塔，以往的冷却塔都采用木‘钢’和钢筋混凝土结构，但木材易腐蚀，资源少，浪费大，很早就淘汰了，钢筋结构冷却塔的围护钢板容易生锈，至令没有找到好的维护方法：钢筋混凝土的耐久性显然好些，但其存在建造周期长，模板耗量大，占地面积大，施工困难，投资高等缺点，因此，研究新结构材料冷却塔便成为节水工程中的一个大热点。
玻璃钢具有耐腐蚀，强度高，质量轻，易成型及性能可以根据使用条件进行设计等优点，用来制作冷却塔可以使塔体小、占地面积小、耗电低、造型美观、冷效高、耐腐蚀、使用寿命长及安装方便和造价低等。很好的解决了冷却塔技术中的一系列难题，从而实现了工厂化生产，现场快速安装，大大缩短了冷却塔的建造周期。玻璃钢冷却塔，钢筋混凝土冷却塔和木结构冷却塔的比较[1]。
表1-1 玻璃钢冷却塔与其他材质冷却塔的比较
比较项目 塔 类 及 容 量
玻璃钢冷却塔 钢筋混凝土冷却塔 木结构冷却塔
500m3/h 500m3/h 750m3/h
外形尺寸 最大直径×高度 长度×宽度×高度 内径×高度×外径
1740mm×6843mm 8400mm×8400mm×14950mm 12136mm×24900mm×18900mm
进风口温度/℃ 5～10 10 表1-1充分说明了玻璃钢冷却塔的优越性。目前我过循环水量在1000m3/h以内机械通风塔，几乎全部被玻璃钢冷却塔代替；就是循环水量在/h的大型钢筋混凝土冷却塔也开始被玻璃钢冷却塔所取代。
目前国内外对玻璃钢冷却塔的研究，主要集中在以下几个方面。
进一步提高冷却塔的冷却效率
主要研究开发动力消耗少、热力性能高的冷却塔。
改进风机叶片
采用变速电机提高风机效率，降低能耗。
研究超低噪声冷却塔，降低噪声污染，改善居住环境。
研究新型高效收水技术，解决飘水问题，控制环境污染。
研究高效亲水材料，提高热交换效率。
开发高效水质稳定剂，提高水稳效果。
加强冷却塔支撑结构的防腐和稳定研究，提高冷却塔的使用寿命。
加强冷却塔的基础理论研究，寻求新的高效冷却途径。消除大气污染，回收能源。
玻璃钢冷却塔的分类及其主要性能
2.1 玻璃钢冷却的工作原理
冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与不的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔内，通过管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。2.2 玻璃钢冷却塔的分类
⒈按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。
按热水和空气的接触方式分有湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔。
按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流（交流）式冷却塔、混流式冷却塔。
按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。
按噪声级别分为普通型冷却塔、低噪型冷却塔、超低噪型冷却塔、超静音型冷却塔。
其他如喷流式冷却塔、无风机冷却塔、双曲线冷却塔等。
2.3 玻璃钢冷却塔的主要性能
冷却塔的性能主要有热力性能、噪声、耗电比、飘水率和填料性能等。
根据国家标准GB7,中小型玻璃钢冷却塔的标准设计工况如表2-1
中小型玻璃钢冷却塔标准设计工况
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复合材料课程设计-玻璃钢圆筒形水箱设计（整理）
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玻璃钢材料具有轻质高强的特点，用其制造的产品不仅性能突出，而且价格也具有竞争优势。玻璃钢水箱除了以上特点外，还具有制造方便、耐腐蚀性好、卫生、强度高、抗震性好等特点。玻璃钢水箱按造型可分为球形、圆筒形和方形三种；按结构构造可分为整体式、组装整体式和组合式三种；在制造工艺方面，传统的成型工艺有手糊成型和SMC模压成型两种，但是随着复合材料行业的快速发展，其成型工艺也在不断地开发和改良，对于较大容积的玻璃钢水箱也可以采用纤维缠绕成型（和玻璃钢储罐的成型工艺相同），而且用该成型工艺生产的产品的强度比用传统的手糊成型和SMC模压成型的强度要高，使用寿命较长。玻璃钢水箱适用于建筑行业化学化工行业汽车及铁路交通运输行业船艇及水上运输行业电气工业及通讯工程树脂基复合材料具有各向异性；均质；纤维或树脂体积含量不同，材料的物理性能差异性能多呈分散性。，介质为生活用水，安装位置为建筑屋顶上，离地面高度为,而且露天放置，采用法兰连接，手糊工艺制造。玻璃钢水箱的设计主要有造型设计：包括外观造型设计等内容；性能设计：包括基体材料、增强材料以及助剂的选择；结构设计：包括玻璃钢水箱的载荷计算、增强材料的铺层等内容；零部件设计：包括水箱的零部件设计，定位尺寸等；连接包括连接的方法以及补强等内容；以及产品检验。通过以上几个步骤，完成玻璃钢水箱的设计内容。
1. 玻璃钢水箱造型设计
水箱的形状尺寸及参数
圆筒形水箱通常设计成三个部件。从使用和受力角度考虑，箱底一般设计成平底。考虑到上人和雪荷载以及便于成型，箱顶设计成圆锥形顶盖，并留有人孔。水箱筒体设计成圆筒形，为了美观和增强筒体刚度，有时在沿筒体高度方向有加强肋；加强肋一般都设计在水箱筒体的外面[1]。水箱各部件的连接，主要靠各部件上的法兰翻边，采用胶接与用螺栓固定，并注意密封[2]。
图1.1为玻璃钢水箱结构模型
R—水箱半径；H—水箱高度；h—水位高度；t—箱体厚度；
tb—箱底厚度；tr—箱顶厚度；φ1—箱顶锥壳半顶角；r1—人孔半径
箱顶部：箱顶锥壳半顶角，人孔半径，排气孔半径
箱体：容积：，直径：，总高：，箱体高度，箱顶高度为壁厚：，FRP单层板结构，FRP材料密度。
箱底部：底厚：。
介质为水，水的密度安装位置，建筑物上，离地面(露天)。
2.玻璃钢水箱性能设计
2.1树脂基体
玻璃钢所用树脂主要有：聚酯树脂，环氧树脂，酚醛树脂，呋喃树脂及改性树脂[3]等。但对于玻璃钢水箱用的树脂一般选择通用型不饱和聚酯树脂或者改性环氧树脂。尤其是盛装生活用水的玻璃钢水箱对树脂的要求比较高，即该类水箱用树脂除了要满足力学强度方面的要求以及耐水性要求之外，还要满足生活用水卫生要求，因此一般会选择食品级不饱和聚酯树脂，如通用型189树脂等。
2.1.1酚醛树脂
由Bakelite发现的酚醛树脂已有130年的历史。酚醛树脂一般由苯酚和甲醛缩聚制成，固化后成为不熔不溶的网状体型结构，，，呋喃树脂为棕红色、琥珀色粘稠液体，微溶于水，易溶于酯、酮等有机溶剂，强度高、气味小、抗吸湿、溃散性好及砂可回收再用等优点。未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能，因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀，在高温下仍很稳定。用熔融玻璃制成的极细的纤维，绝缘性、耐热性、抗腐蚀性好，机械强度高。用做绝缘材料和玻璃钢的原料等。生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前已经商品化的玻璃纤维　　E-玻璃 亦称无碱玻璃，是一种硼硅酸盐玻璃。目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能，广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维，也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。
　　C-玻璃 亦称中碱玻璃，其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃，但电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%～20%，通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。在国外，中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料，但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半（60%），广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因为其价格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
　　高强玻璃纤维 其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉强度为2800MPa，比无碱玻纤抗拉强度高25%左右，弹性模量86000MPa，比E-玻璃纤维的强度高。用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。但是由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几千吨左右。A玻璃 亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻璃纤
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毕业于医学院校，在医院工作，有相对丰富的护理经验
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玻璃钢冷却塔结构设计范文
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