冷却塔为什么是双曲线型

　　其实不论是核反应堆，还是火电站，冷却塔都是双曲线型的。英国最早使用这种冷却塔。20世纪30年代以来在各国广泛应用，40年代在中国东北抚顺电厂、阜新电厂先后建成双曲线型冷却塔群。冷却塔由集水池、支柱、塔身和淋水装置组成。

　　冷却塔利用简单的烟囱效应带动空气来工作。其实无论什么形状，只要营造出一定垂直坡度的空间，就可以产生烟囱效应。那为什么要双曲面的设计呢？那是因为双曲线形的设计有助于提高冷却的效率，底部有最大的圆周，可以最大限度地进入冷空气，冷空气到达最细部位时，接触热水，这时首先由于管径变小，空气流速加快，可以尽快的带走热水中的热量，其次由于管径变小，冷空气的体积也受到压缩，故压力也有增加，而压力增加流体的含热能力会随之增加，于是在细腰部冷空气可以最大限度的吸收热水的热量从而使热水冷却。到了最上部，管径再次扩大，已携带了大量热量的空气由于速度减慢，压力减小，又将所含的热量释放出来形成白色的水蒸气。

　　为什么是双曲线型呢？

　　从结构上讲，双曲线型结构更坚固。在此处，我们要先讲一下伯努利效应，即边界层表面效应，科学家伯努利通过无数次试验验证得出结论：流体速度大的地方压强小，流速小的地方压强大。例如我们在等待火车时，要站在黄线以外。因为越靠近火车的地方，气体速度越大，而远的地方流速小，这就形成了一个压强差，离得太近的话，则有可能被火车吸走。再讲回双曲线结构，因为靠近筒壁的位置空气流速要比中心慢，这样就会产生一个向内的拉力。这样筒身就容易被破坏。而曲面结构可以增加结构和强度。

　　从经济方面考虑，双曲面结构更容易建造。双曲面其实是一种直纹曲面，是通过直线连续运动形成的。利用这个特质，双曲面结构只利用直梁就可以建造，而直梁更容易建造。

　　双曲面

　　冷却塔建造

　　从效果上讲，双曲线型更容易使空气流通。底部直径最大，可以最大限度的是冷空气进入。而达到最细部门时，由于管径变小，空气流速加快，可以尽快带走热量。而到达顶部后，管径变大，大量的热气在此处压力减小，将热量释放，形成白色的水蒸气。

　　冷却塔有三种：1）机械通风（风机驱动产生风量）；2）自然通风（高高的双曲线烟囱产生风量）；3）混合式（以自然通风为主，在侧边加上风机辅助鼓风）；前两者应用的非常广泛。核电站偏向于双曲线塔，主要两个原因：1）不需要风机驱动，靠自然力，就避免了电机和机械故障的风险，要知道，如果风机系统坏掉，循环水冷不下来，对核电站来说，可不是闹着玩的。核电装置，首要考虑是可靠，其次才是效率和技术先进性；2）一般核电站冷却水量巨大，如果采用电力驱动的话，变压装置和供电设施也是巨大的，相对来说风险就比较高。和第一个原因是一致的。