طراحی برج های خنک کننده

تعداد صفحات : ۱۰۹ فرمت : word

اصول بنیادین
۱-۱ اهمیت دائر نگه داشتن
۱-۲ شرایط طرح
۱-۳ اصول پایه در برج خنک کننده
۱-۴ برج با جریان عرضی و متقابل
۱-۵ بهینه سازی
اصول بنیادین
۱-۱-اهمیت دائر نگه داشتن
اغلب مهندسان به برج خنک کننده بهای کافی نمیدهند و به آن حداقل نوجه را دارند و اطلاعاتشان را در مورد برج به وجود چیزی در محوطه واحد که
آب را خنک میکند ، محدود میسازند .
مدیران هم از تأثیر اقتصادی برج در واحدشان آگاهی کافی ندارند . پس به کارگیری برج بنحوی که برای مدیرت واحد سودآور باشد ،‌ بعهده مهندس است .
در تحلیل اقتصادی بیشترین سود اوری به تولید آب سرد مربوط میشود . در سیستم خنک کننده و همینطور تهویه ، هر چه آب سردتر باشد ، برق مصرفی ادوات برقی کمتر خواهد بود . درکارخانه جات شیمیایی ، آب سرد بازدهی فرایند میعان را بالا میبرد و در نتیجه هزینه تولید نزول میکند . در نیروگاهها آب سرد مصرف انرژی الکتریکی را تقلیل میدهد.
نقطه دیگر سودآوری را باید در هزینه های برق و بخار جستجو نمود . برج خنک کننده یک وسیله پر مصرف و نیز ابزار انتقال گرما وجرم است .
برج وقتی احداث شد ، به نگهداری احتیاج دارد ، شرایط طراحی در ان حفظ شود و نقش خنک کنندگی ان با ظرفیت پیش بینی شده برقرار باشد . چنانچه نگهداری از برج کافی و مؤثر نباشد ، برج پس از مدتی از کارکرد ، توان خود را در سرد کردن اب از دست میدهد .
۱-۲- شرایط طرح :
تفاوت ین دمای ورودی و خروجی آب را دامنه یا دلتا دی مینامند . مقدار خنک کنندگی اب هم باید در دمای تر معینی عمل و شود . تفاوت بین دمای آب سرد خروجی و دمای تر به نزدیک شدن به دمای تر معروف است .
بنابریان آب سردتر ( کمی بیشتر از ۷/۱درجه سانتیگراد ) خروجی از برج تا ۱۰ درصد انرژی الکتریکی را تقلیل خواهد داد . یک سیستم خنک کننده با ظرفیت ۱۸۱۵تن ، و ۲۲۷۰۰ لیتر در دقیقه آب در گردش ، ۳۵۰دلار در سال مصرف برق دارد. با آب سردتر، ۱۰ درصد صرفه جوئی خواهد داشت که ۳۵ هزار دلار میشود و این توجیه اقتصادی کافی برای حفظ توان سرد کنندگی برج را دارد .
۱-۳- اصول پایه در برج خنک کننده :
مکانیسم خنک کنندگی تبخیر و تبادل گرمای محسوس ، اصولی از خنک کنندگی هستند که در برج تحقیق می یابند . مخلوط خوا و آب گرمهای نهان تبخیر را آزاد میسازد . از آب گرم مصرف شده به جریان هوای سرد بخار بلند میشود . انرژی تبخیر آب btu 1000 به ازای هر کیلوگرم آن میباشد . این گرماگیری از آب ، دمای آب را پائین می آورد .
این فرایند تاوانی هم در پی دارد و آن هدر رفتن آب است که به صورت بخار از بربج وارد هوا میشود . در شرایط عادی مقدار این بخار تقریباً ۲/۱ درصد برای هر ۵/۵ درجه سانتیگراد از دامنه برج میباشد . گرمای محسوس که دما را تغییر میدهد نیز بخشی از فرایند برج نقش دارد .
وقتی آب گرمتر از هوا باشد بعضاً هوا آب را خنک میکند و درنتیجه دمای هوا افزایش پیدا خواهد کرد چون گرمای محسوس آب به هوا انتقال می یابد . آزاد شدن گرمای نهان تبخیر ، اثر اثر خنک کنندگی دارد و این تأثیر تقریباً ۷۵ درصد کل عمل خنک کردن برج را تشکیل میدهد و ۲۵ درصد دیگر تبدیل به گرمای محسوس مربوط است . برج خنک کننده به دور از قواعت کلی حفاظت نمیباشد . برج خنک کننده ماشینی میباشد که مقداری گرما را از جایی به جای دیگر انتقال میدهد . چنانچه بخواهیم با اصطلاح تکنیکی تر عمل برج را بیان کنیم ، عبارت خواهد بود از دفع گرمای فرایندی شیمیائی یا حذف گرمای تولید شده توسط لوازم فشاری . لذا برج خنک کننده ماشینی است که گرما را از نقطهA به نقطه B جابجا میکند و نهایتاً آنرا در فضا تخلیه مینماید.
۱-۴- برج با جریان عرضی و متقابل :
غیر از برجهای کوچک که اختصاصی احداث میگردند ، تمام برج بزرگ بر مبنای متغییرهای حرارتی مورد نظر ، در اندازه و شکل تغییراتی دارند. عمدتاً برجهای خنک کننده را در دوطرح بنا میکنند ، یکی برج با جریان عرضی و دیگری برج با جریان متقابل . رای تفکیک بهتر این دو طرح برج از یکدیگر ، تعریف واژه های مربوط و فهرست کردن آنها مفید است و در استاندارد نمودن واژگان مؤثر میباشند .
۱-۵- بهینه سازی :
برای بهینه کردن عملکرد برج خنک کننده موجود بایستی سه ناحیه اصلی آن را بررسی نمود که عبارتند از :
 مجموعه پر کننده
 سیستم توزیع آب
 قطره برگردانها

فهرست مطالب
عناوین صحفه
فصل اول : اصول بنیادین
اهمیت دائر نگه داشتن ۲
شرایط طرح ۳
اصول پایه در برج خنک کننده ۳
برج با جریان عرضی و متقابل ۴
بهینه سازی ۵
فصل دوم : مقایسه برج با جریان متقابل و برج با جریان عرضی
قدرت رانش ۹
چرخش مجدد ۱۰
کنترل یخ زدگی ۱۱
توانایی در انتقال حرارت ۱۱
برجها با جریان متقابل و عرضی ۱۲
برخورد هوا و آب ۱۴
شرایط انتخاب ۱۶
فصل سوم : توزیع آب
توزیع آب ۱۸
برگردان قطره ای ۱۹
توزیع دوباره در جریان عرضی ۲۰
فصل چهارم :
عوامل مهم در مفید کار کردن برج ۲۳
داده های اقتصادی ۲۵
فصل پنجم
کنترل حجم و جریان هوا ۲۸
کنترل جریان متغییر هوا ۲۸
سیستم هیدرولیک گرداننده پنکه ۳۴
بازیافت توان توسط بازیافت سرعت ۳۵
هزینه هوا ۳۷
فصل ششم : نگهداری چوپ در برج های خنک کننده
مطالعه روی تخریب چوب در برج ۴۴
مطالعه میدانی روی برج ۴۶
انواع تخریب چوب در برج ۵۲
نتایج مطالعه میدانی روی برج ۵۷
کیفیت چوب و اتصال دهنده های فلزی ۶۶
توصیه ها ۶۶
فصل هفتم : خوردگی مصالح فلزی در برج
خوردگی یکنواخت ۷۶
خوردگی حفره ای یا موضعی ۷۸
خوردگی تنشی ۷۹
خوردگی خستگی ۷۹
آب طبیعی ۸۰
آب های معدنی ۸۲
آب شور ۸۳
آمونیاک ۸۵
سولفید هیدروژن ۸۵
دی اکسید کربن ۸۶
فصل هشتم : برج خنک کننده با جریان طبیعی
هزینه احداث ۹۳
عوامل جغرافیایی ۹۵
فصل نهم : اهمیت دمای تر
شرایط طرح ۱۰۰
اهمیت دمای تر ۱۰۱
رابطه بین دمای دمای تر و دمای آب سرد ۱۰۲
پیشگیری از زیان ۱۰۴
برج اسمی ۱۰۴
ضرورت بازرسی توسط فرد حرفه ای ۱۰۵