چکیده برج هاي خنک کننده:

نيروگاه ها ، تهويه مطبوع هاي بزرگ و برخي صنايع که مقادير زيادي گرماي غيرمصرفي توليد مي کنند براي دفع اين گرما از آب رودخانه ها و درياچه هاي مجاور استفاده مي کنند . اما در برخي موارد به دليل محدود بودن منابع آب و آلودگي گرمايي که عامل تهديد کننده اي براي محيط زيست هستند ، بايد گرماي اضافي را به محيط اتمسفر انتقال داد . اين عمل با به گردش درآوردن آب سردکننده و استفاده از آب به صورت واسطه اي براي انتقال گرما بين منبع گرما و محيط اتمسفر صورت مي پذيرد .

برج هاي خنک کننده با جریان اجباري

يکي از روش هاي رسيدن به اين هدف استفاده از برج هاي خننک کننده مرطوب مي باشد . برج خنک کن مرطوب اساسا يک کولر تبخيري نيمه بسته است .

در شکل پايين نمايي از برج خنک کننده مرطوب با جريان مخالف اجباري همراه با دياگرام آن نشان داده است .

هوا از قسمت پايين برج به درون برج مکيده مي شود و برج را در قسمت بالايي ترک مي کند . آب از کندانسور به قسمت بالاي برج پمپ مي شود و به داخل جريان هوا پاشيده مي شود . دليل پاشيدن آب گرم بيشتر کردن سطح تماس آب با هوا مي باشد . همانطور که قطره هاي آب تحت تاثير نيروي جاذبه سقوط مي کنند ، بخش کمي از آب نيز تبخير مي شود و آب باقي مانده را سرد مي سازد . دما و رطوبت هوا در طي اين فرايند افزايش مي يابد و آب  سرد در ته برج جمع مي شود و مجددا به کندانسور و پمپ برميگردد تا گرماي بيشتري را جذب کند البته در اين حالت بايد مقداري آب بايد به چرخه اضافه شده تا جايگزين آب هدررفته در اثر تبخير شود . در برج هاي خنک کن مرطوب براي اينکه ذرات آبي که همراه با جريان هوا از برج خارج مي شوند به حداقل خود برسند از وسيله جداکننده ذرات آب از جريان هوا ( Drift Eliminator ) استفاده مي گردد . اين وسيله بالاتر از آب فشان در داخل برج خنک کننده نصب مي شود .

برج هاي خنک کننده با جريان آزاد

گردش هوا در يک برج خنک کننده که در بالا گفته شد به وسيله يک پنکه انجام مي شود و به همين دليل در دسته برج خنک کننده جريان اجباري قرار مي گيرد . نوع متداول ديگري از از برج هاي خنک کن با جريان هواي طبيعي هستند که شبيه يک دودکش بزرگ مي باشند و مانند يک دودکش معمولي کار مي کنند .

هواي داخل برج حاوي مقدار زيادي بخار آب مي باشد و به همين دليل از هواي بيرون سبکتر است در نتيجه هواي سبک در برج بالا مي رود و هواي سنگين تر بيروني فضاي خالي شده را پر مي کند . اين امر موجب برقراري جريان هوا از پايين برج به بالاي آن مي شود . شدت جريان هوا به وسيله وضعيت هواي اتمسفر کنترل مي گردد . برجهاي خنک کن با جريان هواي طبيعي داراي مقطع قائم هذلولي شکل مي باشند ( مانند دو تصوير بالا ) . برخي از اين برج ها بيش از صد متر ارتفاع دارند . مقطع قائم هذلولي شکل صرفا براي استحکام بيشتر مي باشد و هيچ دليل ترموديناميکي ندارد .

حوضچه هاي پاشش

ايده برج هاي خنک کن با حوضچه هاي پاشش شروع شد . حوضچه پاشش مکاني است که آب گرم به داخل هوا پاشيده مي شود و در حاليکه به داخل حوضچه سقوط مي کند به وسيله هوا سرد مي شود نمايي از يک برج خنک کن همراه با دياگرام آن در پايين نشان داده شده است .

برخي از حوضچه هاي پاشش هنوز هم مورد استفاده قرار مي گيرند ولي به سطحي در حدود 25 – 50 برابر سطح برج خنک کن نياز دارند و اتلاف ناشي از گذر هوا در آنها بالاست و در برابر گرد و غبار و آلودگي حفاظي ندارند .

همچنين گرماي غير مصرفي را مي توان به يک حوضچه خنک کن ساکن دفع کرد. اين برجها در اصل درياچه هاي بزرگ و روباز به اتمسفر مي باشند . از انجايي که گرماي انتقالي به از سطح حوضچه به اتمسفر بسيار کم مي باشد در اين حالت به سطحي که 20 برابر سطح حوضچه پاشش باشد نياز داريم تا به همان ميزان خنک کنندگي برسيم .

منبع : کتاب علم ترموديناميک : رهيافتي در مهندسي نوشته يونس اِي سنجل

عضویت در کانال اطلاع رسانی تیم علمی و آموزشی دایا (کلیک کنید)