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为什么都说双曲面的冷却塔结构最经济呢?浙江绍兴冷却塔厂家在线为你解答

时间:2019-12-06     作者:华舜冷却【原创】

  首先,根据冷却塔的结构可以看到,中间收窄的设计使得在同样的淋水面积下,进风口面积可以更大,有助于增加风量。因此这个曲面应该是内弯的(负高斯曲率)。


双曲线冷却塔结构示意图


  图中冷却塔的造型是一个双曲面。在已知底面和顶面是圆形的情况下算连续连接面的最小表面积,解方程会发现连接面是双曲函数旋转面。因此冷却塔设计为双曲面形状带来的最大好处是:

  同等冷却能力下(同样大小的底面和顶面,同样高度,同样的冷却介质共同决定了同等的最大冷却能力)建塔时用的材料最少。(可以近似认为壁厚一定的情况下材料用量正比于表面积)


  这其实是错误的,连续连接面的最小表面积是一种"最小曲面"问题,德国数学家欧拉在1744年的论文中作了解答,"悬链曲面"才是那种有最小表面积的旋转曲面,悬链曲面是悬链线绕其准线旋转所得。

  而双曲面是双曲线绕准线生成的(还可以是直线绕不共面的一条准线生成),因此两种曲面看上去形状相近,但却是完全不同的。


双曲线结构图


  紫色为双曲线,橙色为悬链线

  双曲面经济性的原因不是因为最节省材料,而是因为其建造方式,双曲面是一种直纹曲面,是由一条直线通过连续运动构成,这是它最重要的几何性质。