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高二书中的双曲线冷却塔好像在哪里见过。 （高二数学 人教版 选修2—1） 为了搞清楚书中的插图是什么，亲自开车来到电厂观察。先观察再提问 【电厂的冷却塔为什么是这个样子的？】 要想搞清楚这个问题，必须按步骤把它分解成3个问题来解答。 1、它是什么？有什么用？ 2、它的工作原理是什么？ 3、为什么选择双曲线，而不是圆柱形，塔形，或者其他形状，双曲线的意义在哪里？ 我们先从第一问题下手 一、它是什么？有什么作用？ 它是发电厂循环水自然通风冷却塔，也叫双曲线冷却塔。它的作用就是利用循环水自然风进行降温的冷却系统。比如我们电脑CPU需要降温，它一般用的是风扇降温。汽车的发动机是靠水冷和风冷联合达到降温效果的。 二、双曲线冷却塔的工作原理是什么？ 首先我们可以从我们学过的知识里面找（教科书） 在这道题中涉及的相关知识其实我们都学过，只是从来都没有联系的观点看问题，或者你已经把学过的知识还给了老师。我现在一一把它从教科书中为大家找出来。 1.双曲线（高二数学） 2.热传递（小学四年级自然和初二物理） 3.对流雨（高一地理） 4.双曲线冷却塔工作原理 电厂工作原理动态示意图 现在热电厂的冷却塔都采用双曲线外形，塔形比较高。由于上下的空气压差，就有风从塔底进入，从塔顶流出（烟窗效应）。将从汽轮发电机冷凝器中出来的热水打到水塔中部喷射成水滴状，水滴下落，冷风上升，从而冷却了热水，而加热了空气，使得空气在水塔中的流动更快，冷却热水的效果更好。被冷却的水滴下落到塔底的水池内收回，重新打入汽轮发电机的凝结器（换热装置），继续循环。 三、冷却塔为什么选择双曲线（正视图），而不是圆柱形，圆弧形，抛物线或者其他形状，双曲线的意义在哪里？ 1、 烟囱效应
烟囱效应，是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空气加强对流的现象。 当烟囱由宽变窄时，气流就会加速。 2、 马格努斯效应（解决为什么是曲面）流体压强 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 下面我们分步骤进行说明： 2.1火车进站时为什么要站在黄线以外
火车高速进站时，离火车越近的地方空气流速越快，离火车越远的地方空气流速越慢。人和火车之间就会产生一个压强差。当人距离火车过近时，就有可能被火车“吸走”，所以一定要站在黄线之外。 2.2再说飞机为什么能飞上天
机翼的形状是上凸下平的 飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离.飞机向前跑，空气就相对地向後移动，空气的压强作用在机翼上使机翼获得巨大的升力.机翼的形状起了很重要的作用 机翼上下方空气流动速度不同，压强不同，其上下的压力差造成了对飞机的一个向上的升力。当获得的升力F大于飞机的自重G，飞机就会离开地面飞向蓝天。 2.3最后我们再回到冷却塔
双曲线冷却塔下口大更容易进空气，中间细，气流由宽变窄就会加速，更容易换热。
假设是直壁烟囱 根据伯努利效应，靠近烟囱壁的位置空气速度慢，这样相对产生一个向内的拉力。所以直烟囱容易受到破坏，改用曲面烟囱。 高大的直墙是很不稳定，曲面可以增加结构强度，也就是我们说的高斯曲率非0。曲面的结构和抗变形能力非常强，所以冷却塔要选择曲面。
由左至右：负高斯曲率曲面（双曲面），零高斯曲率曲面（圆柱面），和正高斯曲率曲面（球面）。 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。如果选择抛物线或者圆弧形，在材料的制作和施工上就会增加很多困难。
广州电视塔的每一根钢梁都是直的，直钢梁更容易生产和建筑。
历史上早期的冷却塔形状。
终上所述：选择双曲线作为冷却塔的外形有以下几点好处 1、增强冷却塔的结构稳定性和抗变形能力。 2、由于双曲线冷却塔的框架是由直钢梁组成，更经济、更容易施工。 3、双曲线冷却塔下粗中细更容易让空气流通换热。 同时感谢提供帮助的各位老师：孙四梅主任、刘淑红老师、王婷老师、邸慧洁老师、任捷老师、张瑾老师 |
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