مدلسازي رياضي يك برج خنك كننده بسته با توجه به تبخير آب اسپري و بررسي اثر پارامترهاي عملياتي بر روي آن

در اين تحقيق، مدلسازي رياضي يك برج خنك كننده بسته ناهمسو بررسي شده است. در اين بررسي، ابتدا با استفاده از قانون بقاي انرژي و جرم براي سيستم آب و هوا معادلات حاكم بر آن نوشته و سپس دستگاه معادلات ديفرانسيل حاكم برآن بصورت عددي و با استفاده از روش رانگ كوتاي مرتبه چهارم در محيط نرم افزار متلب حل شده است. در اين پژوهش مدلسازي در دوحالت مختلف وقتي كه از تبخير آب اسپري صرفه نظر شود و يا اينكه مورد توجه قرار گيرد بررسي شد. جهت ارزيابي مدل رياضي به دست آمده نتايج حاصل از آن با نتايج يك آزمايش معتبر موجود در منابع علمي مقايسه شد و نتايج نشان داد كه تطابق خوبي بين نتايج حاصل از مدلسازي و داده هاي آزمايشگاهي وجود دارد. همچنين تغييرات پارامتر هاي مختلف شامل دماي آب خنك شونده ، دماي آب اسپري شده ، دماي هوا، دبي آب اسپري شده ، تغييرات آنتاپي هوا و رطوبت هوا در طول برج در حالتي كه از تبخير آب اسپري صرفه نظر مي شود و يا اينكه مورد توجه قرار گيرد مقايسه شد. نتايج نشان داد كه مي توان از تبخير آب اسپري در محاسبات صرفه نظر نمود و نتايج آن تفاوت قابل توجهي با در نظر گرفتن تبخير آب اسپري شده ندارد. سپس اثر دماي خشك هوا و دماي مرطوب هوا بر دماي آب خروجي از برج بررسي شد. نتايج اين مدلسازي نشان داد كه دماي آب خروجي از برج از بالا به پايين برج كاهش مي يابد، همچنين دماي آب اسپري شده درابتدا و انتهاي برج يكسان است اما در طول برج تغيير مي يابد. علاوه بر آن دماي هوا از پايين به بالاي برج كاهش يافته اما بر خلاف آن آنتالپي هوا افزايش يافته است كه اين امر به دليل افزايش رطوبت مطلق هوا است. نهايتا نتايج نشان داد كه دماي آب خروجي از برج با افزايش دماي مرطوب هوا، افزايش مي يابد.