شبيه سازي عددي برج خنك كن مرطوب با جريان مخالف و تاثير تلفات آب بر مشخصه هاي عملكردي آن

Numerical Simulation of Counter-Flow Wet Cooling Tower and Water Losses Effect on Characteristic Performance

برج خنك كن مرطوب از كارآمدترين ابزارها در فرآيندهاي مرتبط با دفع حرارت در نيروگاه هاي حرارتي و هسته اي و تجهيزات صنعتي به حساب مي آيد. مدل هاي رياضي معتبر براي هر سه ناحيه از برج با جريان مخالف به منظور شبيه سازي عددي دقيق تر نسبت به ديگران و بررسي عملكرد حرارتي آن ارايه شده است. با درنظرگرفتن مدل كامل براي يك برج خنك كن تبخيري جريان مخالف شامل ناحيه هاي اسپري، هسته خنك كننده و باران، ميزان تلفات آب كاهش مي يابد. براي نسبت دبي هاي جرمي آب به هواي بزرگتر از يك، تبخير مكانيزم كنترل كننده انتقال حرارت است. با كاهش درصد تلفات آب به دليل تبخير، ميزان آب جبراني لازم در برج خنك كن تبخيري نيز كاهش مي-يابد. منحني دماي خشك هوا بدون تلفات آب، كاهش بيشتري را نشان مي دهد كه ناشي از انتقال حرارت جابه جايي بيشتر براي رسيدن به دماي آب است. نرخ تلفات آب با افزايش نرخ جريان جرمي آب ورودي كاهش مي يابد و از آنجاكه با افزايش نرخ جرمي جريان آب ورودي، دماي آب خروجي از برج خنك كن افزايش مي يابد، اين كاهش در نرخ تبخير آب قابل پيش بيني است.

The most efficient equipment in which heat rejection processes may be realized is cooling towers. The mathematical models of cooling towers are developed and validated against the available experimental data. These devices basically consist of three zones; namely, spray zone, fill packing and rain zone. The spray and rain zones are often neglected even in large cooling towers, while a significant portion of the total heat that is rejected may occur in these zones. Therefore, in this paper the heat and mass transfer contribution of the spray and rain zones in cooling towers is discussed as well. Numerical results fall within the range of experimental measurements and shows a higher accuracy compared with the results of previous researchers. The rate of water evaporation under a wide range of operating conditions is also presented. For Mass flow rates bigger than one, evaporation controls heat transfer process. Increase of inlet water flow rate decreases evaporated water rate.