پاورپوینت طراحی و ساخت برج خنک کن فشرده با استفاده از شبکه های متخلخل و ارزیابی عملکرد آن

توجه : این پروژه به صورت فایل power point (پاور پوینت) ارائه میگردد

 پاورپوینت طراحی و ساخت برج خنک کن فشرده با استفاده از شبکه های متخلخل و ارزیابی عملکرد آن دارای ۴۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات کامل در Power Point می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل پاور پوینت پاورپوینت طراحی و ساخت برج خنک کن فشرده با استفاده از شبکه های متخلخل و ارزیابی عملکرد آن  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پاورپوینت طراحی و ساخت برج خنک کن فشرده با استفاده از شبکه های متخلخل و ارزیابی عملکرد آن

مقدمه
شرح برج خنک کن ساخته شده
تئوری برج خنک کن و معادله مشخصه پکینگ
بهینه سازی
سیستم توزیع آب (water distributors )
نوع Packing در برجهای خنک کننده
آکنه های منظم
آکنه ها
آکنه های مشبک ( grid packs )
جنس آکنه ها
آکنه های چوبی
آکنه های فلزی
آکنه های پلاستیکی
خصوصیات معمول آکنه ها
بحث ونتیجه گیری

مقدمه

امروزه برجهای خنک کن به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم های سرمایشی ، در صنایع مختلف از جمله صنعت نیروگاه و تهویه مطبوع،کاربرد وسیعی پیدا کرده اند. طبق قانون دوم ترمودینامیک،در یک سیکل بسته، نیاز به منابع سردو گرم اجتناب نا پذیر است و نمی توان سیکلی ساخت که فقط با یک منبع سرد یا گرم کار کند.بنابراین برج های خنک کن در سیکل ها ،به عنوان چاه حرارتی ایفای نقش می کنند . از آن جائیکه استفاده از منابع عظیم آب ، مثل رودخانه ها و دریاچه ها و ;برای سرمایش همیشه امکان پذیر نیست و یا باعث آلودگی محیط زیست میشود،یکی از روش های ساده خنک سازی آب گرم کندانسورها،استفاده از برجهای خنک کن می باشد که در آن از سرمایش تبخیری استفاده می شود

شرح برج خنک کن ساخته شده

شکل(۱)،طرح شماتیکی از برج خنک کن ساخته شده را نشان می دهد.این برج از نوع جریان مخالف و  مکشی می باشد.یعنی در آن آب گرم از بالا به پایین میریزد و هوا از

پایین به بالا توسط یک فن جریان محوری که در بالای برج نصب شده است ، مکیده می شود . بدنه اصلی برج از قوطی های فولادی و ورق گالوانیزه ساخته شده است و سطح مقطع داخل آن ۴۰۰×۴۰۰ میلیمتر میباشد. سیستم توزیع آب آن نیز از یک شبکه پاششی تشکیل شده است. پکینگ به کار گرفته شده در این برج ایده ای از مواد کامپوزیتی میباشد.هدف از بکار گیری این ماده مرکب دست یابی به سطح تماس بیشتر بین آب و هوا در واحد حجم کمتر بوده است که منجر به کاهش حجم کل برج شود.بدین منظور با استفاده از تراشه های نازک چوب (پوشال کولر) و یک نوع پلیمر می باشد
REACTORS

هدف از به کار گیری از این ماده مرکب دستیابی به سطح تماس بیشتر بین آب و هوا در واحد حجم کمتر بوده است که منجر به کاهش حجم کل برج شود. بدین منظور با استفاده از تراشه های نازک چوب (پوشال کولر) و یک نوع پلیمر ترموست با ترکیب معین و خاص توانستیم فشردگی مورد نظر را ایجاد کنیم تا ضمن عبور آب از خلل و فرج موجود در پکینگ ، بتوانیم بیشترین افت دما را در آن بدست آوریم. برای ساخت ،پوشال ها بطور یکنو اخت داخل یک قالب پهن شده و پلیمر روی آن اسپری می شود و تحت فشار قرار میگیرد

استحکام پک ها نیز مورد توجه بوده است و فشردگی و بعبارتی درصد حجمی الیاف بکار گرفته شده متناسب با میزان خلل وفرج مورد نیاز میباشد تا از افزایش افت فشار هوا در آن یا انسداد کامل جلوگیری شود

تئوری برج خنک کن و معادله مشخصه پکینگ

اساس کار برج خنک کن بر سرمایش تبخیری استوار است یعنی مقداری از آب در اثر تماس با هوا تبخیر شده  وگرمای نهان تبخیر خود را از بقیه آب گرفته و آنرا خنک می کند  . انتقال حرارت محسوس در اثر اختلاف دمای بین آب و هوا بخش کمتری از کل انتقال حرارت (حدود ۲۵%) را بر عهده دارد. روابط مربوطه عبارتند از{۱}

۱)  dqs = hc dA (ti-ta)

۲)           dql = K dA (wi-wa) hfg
۳)                            K=

از ترکیب روابط (۱) و (۲)  و جاگذاری رابطه (۳) خواهیم داشت

۴)dqt = K dA (hi-ha)

رابطه اخیر به رابطه پتانسیل آنتالپی معروف است. زیرا پتانسیل کل انتقال حرارت بین آب و هوا ،اختلاف بین آنتالپی هوای اشباع در دمای سطح مرطوب (hi) و انتالپی هوا در جریان آزاد (ha) میباشد

با در نظر گرفتن یک المان حجمی از برج،مطابق شکل (۲)وبرقرار دادن شکل حرارت دفع شده از آب با حرارت جذب شده توسط هوا و با فرض کوچک بودن میزان تبخیر در مقایسه با دبی آب خواهیم داشت {۱}

(۵)                           dqt=Gdha=LCpwdt

از ترکیب معادله (۴) و سمت راست معادله (۵) و انتگرال گیری و جاگذاریA = a*V خواهیم داشت  {۱}

در یک برج تابعی از دینامیک جریان هوا و جریان ریزش آب می باشد. چون دبی جرمی آب و هوا است که مقدار ضریب انتال جرم و سطح تماس را کنترل می کند. بنابراین در یک برج اگر نسبت دبی جرمی آب به دبی جرمی هوا ثابت باقی بماند ،   (L/G)      نیز ثابت خواهد ماند. بنابراین می توان از آن به عنوان مشخصه برج و مبناییبرای پیشگویی عملکرد برج در دیگر شرایط ، استفاده کرد. آزمایشات نشان داده اند که رابطه تجربی زیر برای پکینگ های مختلف برقرار می باشد {۵}

وn پئامترهای بدون بعدی می باشند که برای هر نوع پکینگ از طریق آزمایش بدست میآیند . رابطه (۷) را معادله مشخصه پکینگ مینامند و در صورتی که مشخص باشد ، میتوان خصوصیات دیگ برج را از قبیل دمای آب خروجی از برج ، ارتفاع پکینگ مورد نیاز برای یک شرط معلوم و همچنین قدرت فن مورد نیاز را بدست آورد. ارتفاع پکینگ مورد نیاز برای یک شرط خاص از ترکیب روابط (۶) و (۷) بدست می آیند

بهینه سازی

برای بهینه کردن  عملکرد برج خنک کننده موجود بایستی سه ناحیه اصلی آن را بررسی نمود که عبارتند از

مجموعه پر کننده یا آکنه (Packings)

سیستم توزیع آب (Water distributors )

۳-    قطره برگردان ها (Eliminators )

مجموعه پر کننده

بهینه کردن عملکرد این قسمت از برج به طور موثر با تعویض یا بازی آن تامین میشود ولی همیشه از چنین کاری استقبال نمیگرددانتقال حرارت را طبق مهندسی مربوط باید در ویژگی های مجموعه پر کننده جستجو کرد. معیارهای زیربط در این بررسی را منحنی های تجربی سازندگان نشان می دهند و این منحنی ها مبنای آزمون و خطا و تجربی دارندکه با                    یا ویژگی های انتقال حرارت بیان می گردندشکل ۱-۵ مجموعه پرکننده چوبی برجی با جریان متقابل را نشان می دهد . سالها از این نوع مجموعه پرکننده استفاده می گردید ولی به علت باز دهی کم توسط پرکننده های سلولی جایگزین شده است . پرکننده های سلولی افت فشار کمتری دارند لذا از هوای موجود ( در گردش ) استفاده بیشتری می شود. در پرکننده های چوبی ( با شمش های چوبی ، شکل های ۱-۶ و ۱-۷ ) ،قطرات آب از یک ردیف چوب به ردیف دیگر متوالیا سقوط می کندو هوا در وضعیت جریان صعودی خود سطح بیرونی هر کره قطره آب را خنک می کند

. پرکننده سلولی این قطرات آب را پخش کرده و به صورت لایه نازکی در می آوردو لذا هوا روی کل سطح لایه نازک اثر خنک کنندگی بیشتری خواهد داشت که در نتیجه سطح بزرگتری برای تماس هوای در جریان با آب ( شکل ۱-۸ ) جهت تبخیر و تبادل گرمای محسوس فراهم می آید

سیستم توزیع آب (water distributors )

برای توان حداکثر خنک کنندگی برج، سیستم توزیع آب باید قادر به توزیع یکنواخت آب در پر کننده باشد تا سطح مشترک بین آب و هوای در گردش مطلوب گردد. در روال قدیمی جریان آب حالت ستونی دارد و لذا توریع آن یکنواخت نمی شود و این با کهنگی و تخریب موضعی برج تشدید میگرددو ممکن است ستون آب تا ارتفاع ۲/۱ متر بدون ریز شدن تشکیل شود. بدین ترتیب سطح موثر در خنک کردن آب کلا حذف گردد و ممکن است ستون به ارتفاع ۲/۱ متر بدون ریز شدن تشکیل گردد. وقتی نازل انسداد پیدا کند، بخش مربوط به آن در پر کننده خشک می ماند و هوا نقاط خشک را که بلا مانع هستند برای عبور انتخاب خواهد کرد.پی آمد این کارپایین آمدن پتانسیل خنک کنندگی برج خواهد بود. تفاوت اساسی بین برج با جریان متقابل و برج در جریان عرضی در آن است که در برج با جریان متقابل هوا به طور عمودی از پر کننده می گذرد ولی در برج با جریان عرضی مسیر عبور در پر کننده افقی می باشد. در هر دو نوع برج ریزش یا سقوط قطرات آب در بخش پر کننده برج عمودی است

نوع Packing در برجهای خنک کننده

هوا و آب مواد کم بهائی هستند و لذا هنگامی که با حجم های زیادی از این مواد سر و کار باشد نظیر عملیات سرد کردن آب ،بایستی قیمت اولیه دستگاه و هزینه های عملکرد بسیار پایین در نظر گرفته شود. چار چوب پر کنهای داخلی برج معمولا از چوب قرمز است که در مقابل تماس دائمی آب بسیار مقاوم می باشد. همچنین از چوبهایی که در تحت فشار به توسط مواد مختلف نظیر جوهر قطران، پنتا کلروفنل، کرومات مس و غیره اشباع می شوند تا در مقابل قارچها و موجودات ذره بینی مقاوم گردند سود می برند

جدار داخلی برج بیشتر از چوب قرمز،سیمان آسبست، پلی استر تقویت شده با شیشه و نظایر آن ساخته میشود.البته برجهایی وجود دارند که کاملا از پلاستیک ساخته شده اند

آکنه های مورد استفاده در برجهای پر شده باید دارای خصوصیات زیر باشند

۱-سطح تماس زیادی برای گاز و مایع ایجاد کند

۲-شرایط جریان گاز ومایع در برج مناسب باشد به عبارت دیگر فضای خالی بین آکنه ها مناسب باشد

۳-از لحاظ شیمیایی ، در مقابل جریانی که از روی آن عبور می کند خنثی باشد

۴-از لحاظ ساختمانی  ،محکم باشند تا بتوان آنها را به راحتی درون برج قرار داد

۵- قیمت آن کم باشد

آکنه ها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند

۱-تصادفی (Random )

۲-  منظم  (Regular  )

پر کنهای تصادفی را در هنگام نصب کردن به صورت  توده در داخل برج تخلیه می کنند و اجازه می دهند تا به صورت نا منظم سقوط کنند. در گذشته مواد مورد استفاده برای این آکنه ها اغلب استخوانهای شکسته و سنگ ریزه بود. گرچه این مواد ارزان بودند، اما سطح تماس کمی ایجاد می کردند و شرایط جریان در این برجها نا مناسب بود. آکنه هایی که امروزه استفاده میشوند به صورت مصنوعی تهیه می شوند که شکلهای مختلف آن در شکل نشان داده شده است

آکنه های منظم