4．3 塔体结构与部件设计

4．3．1  石油化工企业循环水场多为大、中型冷却塔，大、中型冷却塔的框架若采用钢结构，不仅用钢量大，且易腐蚀，因此建议采用钢筋混凝土结构。特殊条件指工期紧迫，需预制好钢构件短时间内现场组装投用，或现场不具备混凝土现浇或养护条件等情况。

4．3．7 严寒地区与寒冷地区的划分参照现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352的规定，1月份平均气温小于或等于－10℃的地区为严寒地区，1月份平均气温－10℃～0℃的地区为寒冷地区。

4．3．8 组合均布系数计算参见现行行业标准《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T 742的附录R。

4．3．10 早期冷却塔的风筒都是倒截锥型，从断面上看是一条斜直线，斜线的斜度是用中心扩散角定义的，赵振国著的《冷却塔》推荐的角度是14°～18°，格拉特科夫等著的《机械通风冷却塔》推荐的角度是18°～20°，现行国家标准《机械通风冷却塔工艺设计规范》GB/T 50392-2006推荐的角度是14°，李德兴著的《冷却塔》推荐的角度是8°～16°。每个文献提出的角度均不尽相同，也未说明理论根据，但扩散角度太大会出现气流分离，扩散角再大还会出现涡流，涡流出现后能耗反而会增加，是以上文献的普遍共识。

同样的扩散角，扩散段越高出口面积越大，出口速度和动能也就应该越小，动能回收效果就应越明显，然而风筒越高所受的外界的风荷载就越大，自身的重量也会增加，稳定性也就会差，需要风筒的强度就越大，壁厚也要相应增加，成本会大于线性地增加。这就存在一个技术经济的问题了，需要综合分析确定。对于扩散筒高度取值各文献的观点几乎一致：一般推荐扩散段高度与风机直径的比为0．5。

实际上，目前工程中出现的很多风筒都未达到 ＝0．5（h为扩散筒高，D为风机直径），为了降低成本，的比值越取越小。尤其是20世纪90年代从国外进口的一些冷却塔中， 已经低至0．25～0．30，若此时动能回收率仍按行业习惯达到30％以上，则扩散角已超过20°。水科院冷却水所于1994年对这种被称为“回转型”风筒（XF-85）进行了测试，测试的结果表明回转型风筒非但没出现气流分离，相反减小了轮毂上部的负压区40％，扩散筒的高度降低了30％，实测动能回收13Pa。“回转型”风筒的扩散角已经突破了我们传统上的认识，由于技术保密问题并未找到国外冷却塔公司的相应的理论介绍。

分析风筒气流流态的特点，风筒扩散筒内气流属旋转紊流射流，根据流体力学的理论，普通射流的最大散射角为：θ＝2arctan（3．4a）（a为紊流系数，圆柱形管取0．076），因此散射角θ可达29°，旋转射流因旋转使射流获得向四周扩散的离心力，因此旋转射流的散射角会更大。根据这一理论依据，风筒的中心扩散角起码能达到29°（普通射流）。因此本规范明确提出回转型扩散筒的中心扩散角不超过29°是可行的。

这里还有一个问题需注意：处于旋转射流流态的气流，当 ≥0．3时，射流边界线会向中心收缩，见图2。由于气流在风筒扩散段的流态属旋转射流，当气流离开风筒喉部运行到高度为0．3D时，射流边界也就会回拢收缩，传统的倒截锥型风筒扩散段线型为直线，在 ≤0．3段，角度小，起到约束气流的扩散的作用。超过0．3D的高度，气流边界回拢，与风筒壁分离。扩散角越大，分离越严重，因而出现涡流。

图2 旋转射流边界

要避免h（x）≥0．3D时气流与风筒分离，风筒扩散段就应在高度超过0．3D时向中心回拢收缩。“回转型”风筒的扩散段线形应是与空气旋转射流流态协调吻合的型线——曲线线型。因此，本条还着重强调了“回转型扩散筒的最大中心扩散角不超过29°”，这里的“最大”不仅是规定了扩散角的上限，因型线为曲线，就存在最大扩散趋势段，最大扩散趋势段的扩散角度也不宜超过29°，并非平均扩散角。