چگونگی انتقال حرارت در برج خنک کننده


انتقال حرارت در برج خنک کننده فرآیندی مهم است که اساس کار یک برج خنک کننده می‎‌باشد،انتقال حرارت توسط مکانیزم تبخیر انجام شده و خنکی آب را به همراه دارد. عمل تبخیر و انتقال گرما وابسته به اختلاف دمای میانگین، سطح گرمای مبادله شده، ضریب تبادل آب و هوا در برج خنک کن میباشد.. درصد اندکی از انتقال حرارت مرتبط به سطح آزاد قطرات است و خنک کردن سیال در پکینگ‌های برج خنک کاری صورت می‌پذیرد. پس برای اینکه عملکرد خنک کردن برج صحیح شکل گیرد باید سطح تبخیر را افزایش داد. همچنین در ادامه نرخ توربولانس میان آب و هوا بالا باشد. جهت مطالعه و اطلاعات بیشتر در مورد مکانیزم برج‌های خنک کن به دیگر مقالات شرکت برج خنک کننده فایبرگلاس مراجعه فرمایید.


نحوه انتقال حرارت در برج خنک کننده 

یک برج خنک کاری در انواع مختلف صنایع همانند پتروشیمی، پالایشگاه، نیروگاه و… کارایی موثری دارد. پس انتقال گرما در برج خنک کننده حتما باید به نحو صحیحی شکل بگیرد تا عملیات خنک شدن برج درست انجام گردد. با توجه به شرایط آب و هوایی محلی که دستگاه نصب می‌شود موجب شده نحوه انتقال حرارت در هر برج خنک کننده متفاوت باشد. یعنی وابسته به مدل برج‌های خنک کننده عملیات انتقال گرما و جرم در آن فرق دارد.

برای محاسبات انتقال حرارت واندازه گیری بلودان به مقاله بلودان برج خنک کننده بروید.

به طور مثال در هوای خشک و گرم بیشترین بخش انتقال به شکل نهان انجام میشود، چرا که اختلاف دما میان آب و هوا زیاد نیست. اما در هوای سرد انتقال گرما محسوس بوده به همین علت که اختلاف دما زیاد میباشد. در برج خنک کننده جریان سیال و مایع در هسته کولینگ تاور با یکدیگر در تماس مستقیم هستند و انتقال حرارت در همان قسمت شکل می‌گیرد.


انواع کولینگ تاور بر اساس شیوه انتقال حرارت و گرما

  • برج خنک کننده مرطوب

برج خنک کن مدار باز یا مرطوب طی عملیات تبخیر خنک سازی را انجام می‎دهد. در آغاز کار آب داخل دستگاه گردش دارد و توسط نازل‌ها پاشش می شود. به دنبال آن هوا از طریق فن‌ها و نیروی محرکه الکتروموتور به حرکت می‌افتد. در ادامه با مایع برخورد کرده و بخار آب را بوجود می‌آورد. قسمت تبخیر شده گرمای پنهان خود را از جریان سیال دریافت می‌کند و برج خنک می‌شود. به دو روش همرفتی و تبخیری در کولینگ تاور مدار باز انتقال حرارت انجام میگیرد. این برج‌ها بیشتر در نواحی که با مشکل کمبود آب مواجه نبوده استفاده می‌گردد. کولینگ تاور مدارباز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر است و بازده بالایی را دارند. در برج خنک کننده مدار باز سیال از پکینگ‌ها بجای لوله‌ها عبور میکند. سپس با هوای تازه برخورد کرده، داخل برج شده و دما کاهش می‌یابد.

برای مطالعه نخصصی در مورد میزان مصرف آب برج خنک کننده کلیک نمایید.

  • برج خنک کن خشک

برج خنک کن خشک مناسب مناطق کم آب و کویری است. تبخیر سیال و هدر رفت آن با جریان هوا صورت نمیگیرد. مایع گرم وارد لوله‌ها شده و هوای محیط توسط پروانه‌ برج خنک کننده از بین لوله‌ی تیغه‌دار حرکت می‌کند. تا گرمای آب به وسیله دیواره لوله جذب و دما را در برج خنک کننده مداربسته کاهش دهد. برج خنک کن خشک بازده کمتری نسبت به مدل تر یا مرطوب دارد. از آنجا که در این برج‌ها تبخیر نداریم در نتیجه احتیاج به هیچ گونه آب جبرانی نیست. سیال در برج خنک کننده خشک چرخه بسته را طی کرده و آلودگی زیست محیطی به وجود نمی‌آورد. از ویژگی مثبت آن قابلیت کاربری دو منظوره یعنی سرمایشی و گرمایشی است. 

  • برج خنک کاری خشک_مرطوب 

برج خنک کننده هیبریدی ترکیب دو دستگاه خشک و مرطوب میباشد. در بخش بالایی برج قسمت خشک و پایین آن مرطوب یا تر قرار می‌گیرد. کولینگ تاور هیبریدی اتلاف آب را به حداقل رسانده و مصرف برق را کاهش میدهد. برج‌های خشک_ مرطوب دو مسیر هوا بصورت موازی و جریان آب سری دارند. مایع گرم در ابتدا وارد لوله‌های تیغه‌دار شده و بعد به سطوح خنک کننده ورود می‌نماید. در امتداد این مسیر با هوای سرد تبادل انتقال حرارت داشته و در پایین برج جمع می‌گردد.

برای دانستن چگونگی محاسبات و طراحی انواع برج خنک کننده کلیک نمایید.


نکات موثر بر انتقال گرما در برج خنک کننده 

  1. هنگام احداث برج به محل نصب دقت شود تا با توجه به شرایط اقلیمی کولینگ تاور مورد نظر انتخاب گردد.
  2. جهت بهبود مکانیزم انتقال گرما در برج، هر ساله برج خنک کن بازرسی و تعمیر بشود. 
  3. متریال انتخابی برای یک برج از بهترین نوع مانند فایبر گلاس باشد. 

نویسنده مطلب دکتر علی مرادی