ارزيابي عددي اثر نسبت آهنگ دبي جرمي هوا و آب بر عملكرد برج خنك كن دريايي تبخيري

Numerical Evaluation of Air and Water Mass Flow Rate Ratio on Evaporative Seawater Cooling Tower Performance

در اين مقاله، اثر پارامتر متغير نسبت­ دبي جرمي آب به هوا بر مشخصه­هاي عملكردي برج خنك­كن دريايي تبخيري جريان مخالف به صورت عددي بررسي و نتايج حل عددي با داده­هاي آزمايشگاهي اعتبارسنجي گرديد. آهنگ­ كلي انتقال گرما از بالا به پايين برج خنك­كن براي نسبت دبي­هاي كمتر از يك با افزايش حجم برج كاهش و براي نسبت­هاي بزرگ­تر از يك، افزايش مي­يابد. آهنگ انتقال گرما جابجايي قسمت اعظم انتقال گرما كلي را براي نسبت دبي­هاي كمتر از يك شامل شده و با كاهش نسبت دبي، كاهش مي­يابد. مولفه انتقال گرما تبخيري با كاهش نسبت دبي، افزايش مي­يابد. با افزايش نسبت دبي، حجم مورد نياز براي سرمايش آب افزايش مي­يابد. در آب و هواي مرطـوب با افزايش نسبت دبي، حجم برج به شدت افزايش مي­يابد. دماي آب خروجي با افزايش دبي جرمي آب، افزايش و با كاهش فشار محيط، كاهش مي­يابد. ضريب اثر برج با افزايش نسبت دبي افزايش ولي آهنگ تغيير آن كاهش يافت. نسبت دماي برج با افزايش نسبت دبي يا افزايش فشار محيط، كاهش مي­يابد كه با كم­شدن اين نسبت، اين كاهش با سرعت بيشتري رخ مي­دهد.

In this paper, the effect of mass flow ratio of water to air on seawater cooling tower performance was numerically investigated. The numerical results were validated by experimental data. For mass flow ratio under one, the total heat transfer coefficient is decreased by increase of tower volume from top to bottom but for mass flow ratio above one, it is increased. For mass flow ratio under one, the most part of total heat transfer coefficient value is due to the convection heat transfer coefficient. The convection heat transfer coefficient was decreased by mass flow ratio reduction. The evaporative heat transfer coefficient was increased by mass flow ratio reduction. The required tower volume for water cooling is increased by increase of mass flow ratio. The tower volume was increased to high value in humid weather conditions. The outlet water temperature was increased by increase of mass flow ratio or atmospheric pressure reduction. By increase of mass flow ratio, the effectiveness was increased but the variation rate of the effectiveness was decreased. By increase of mass flow ratio or reduction of atmosphere pressure, the tower temperature ratio was decreased and consequently, the variation rate of it was increased.