محاسبه آب جبرانی برج خنک کن

محاسبه آب جبرانی برج خنک کن

محاسبه آب جبرانی برج خنک کن برابر مجموع پارامتر های مختلف از جمله میزان تبخیر آب در برج خنک کننده، میزان پرتاب آب در برج خنک کننده، زیر آب یا آب تخلیه در برج خنک کننده بدست می آید. در ادامه محاسبات مقدار هر کدام خواهیم پرداخت و هر کدام را به صورت مجزا توضیح خواهیم داد. به طور کلی محاسبه آب جبرانی برج خنک کن که برابر مجموع تبخیر و پرتاب آب در برج خنک کننده بعلاوه بلودان در برج خنک کننده به صورت سرانگشتی برابر 1.5 تا 2 درصد کل دبی آب در گردش در برج خنک کننده می باشد، در محاسبه گر زیر با ورود اطلاعات مقدار دقیق آب جبرانی را محاسبه نمایید.

آب جبرانی کولینگ تاور
آب جبرانی کولینگ تاور

براساس معادله بقای جرم باید مقدار آب جبرانی برج خنک کننده برابر میزان از دست رفته ( تبخیر + پرتاب + تخلیه ) باشد که در این حالت به معادله زیر خواهیم رسید:

M=E+D+B

M=Make up water m3/hr ( آب جبرانی )

E=Evaporation loss m3/hr ( تبخیر )

D=Drift loss m3/hr ( پرتاب آب )

B=Blow down m3/hr ( زیر آب )

پارامتر های موثر بر محاسبه آب جبرانی برج خنک کن

تبخیر آب در برج خنک کننده : تبخیر آب در برج خنک کننده تابع دمای ورود و خروج از برج خنک کننده ، میزان دبی آب در گردش و دمای مرطوب محیط می باشد. همانطور که ملاحظه می کنید دقیقا تبخیر آب وابسته به پارامتر های موثر بر طراحی برج خنک کننده می باشد، بله در حقیقت همین تبخیر است که تناژ برج خنک کننده را تعیین می کند و کار برج خنک کننده بر اساس تبخیر می باشد، هر چه تبخیر بیشتر باشد راندمان و تناژ دستگاه بالاتر است و آب بیشتری را خنک می کند. در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن ، تبخیر آب تقریبا برابر 1 درصد دبی در گردش می باشد.

تبخیر مهمترین و بیشترین مقدار را در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن را تشکیل می دهد. هر چه تبخیر بالاتر باشد ظرفیت و راندمان دستگاه بالاتر است و آب بیشتری را خنک می کند.

محاسبه آب جبرانی برج خنک کن
محاسبه آب جبرانی برج خنک کن

جهت محاسبه مقدار تبخیر در برج خنک کننده از رابطه زیر استفاده می کنیم:

E=0.00085*R*1.8*C

E=Evaporation loss m3/hr ( تبخیر )

R=Range C ( رنج )

C=Circulating water m3/hr ( دبی آب در گردش )

همینطور مقدار آب تبخیر شده را می توان از بالانس حرارتی در برج خنک کننده بدست آورد. میدانیم که مقدار حرارت از دست رفته از آب برج خنک کن برابر است با :

E=C x R x Cp / Hv

E=Evaporation loss m3/hr (تبخیر )

C=Cycle of concentration ( سیکل تغلیظ )

R=Range C ( رنج )

Cp=Specific heat =4.184 kJ/kg C ( گرمای مخصوص آب )

Hv=Latent heat of vaporization = 2260 kJ/kg ( گرمای غیر محسوس تبخیر )

پرتاب آب در برج خنک کننده : در برج خنک کننده به دلیل دوران فن و به تبع آن حرکت هوا، مقداری از قطرات ریز و سبک آب به همراه هوا از داخل برج به بیرون پرتاب می شوند. به همین دلیل در برج های خنک کننده قطره گیر در نظر گرفته می شود تا از پرتاب قطرات جلوگیری کند. مقداری از قطرات آب هم به دلیل وزش باد محیط از نواحی مختلف برج خنک کننده به بیرون پرتاب می گردد. در برج خنک کننده به این قطرات پرتاب شده، دریفت ( Drift ) یا پرتاب آب می گویند. میزان پرتاب آب در برج خنک کننده فقط تابع کیفیت و طراحی ساخت دستگاه می باشد و هر چه کم تر باشد مطلوب تر است. مقدار پرتاب آب کمترین بخش را در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن تشکیل می دهد و به طور تقریبی حداکثر برابر 0.01 درصد دبی آب در گردش در برج خنک کننده می باشد.

در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن ، دریفت یا پرتاب آب کمترین بخش را تشکیل می دهد. این آب به بیرون دستگاه پرتاب شده و از دست میرود، هر چه بتوانیم بدون اثر گذاردن بر راندمان دستگاه، میزان آن را کاهش دهیم مطلوب تر است.

بلودان برج خنک کننده : آب در گردش در برج خنک کن دائما در حال تبخیر است، به همین دلیل غلظت املاح و رسوبات در آب دائما در حال افزایش است که رسوب آن باعث کاهش راندمان برج خنک کننده و فرسایش قطعات کل سیستم می شود. جهت کاهش غلظت املاح و رسوبات هر از چند گاهی باید مقداری از آب سیستم را خارج نمود. در محاسبه آب جبرانی برج خنک کن این میزان برابر 0.5 درصد دبی کل در گردش می باشد.

به طور مثال برای دمای ورود آب به برج خنک کننده 40 درجه سانتیگراد به دمای خروج 30 درجه سانتیگراد در دمای مرطوب تابستان شهر تهران برابر 24 درجه سانتیگراد و دبی 100 متر مکعب در ساعت مقدار تبخیر آب برابر 1.881 متر مکعب در ساعت، میزان پرتاب آب برابر 0.006 متر مکعب در ساعت و میزان زیرآب برج خنک کننده برابر 0.935 است که بنابراین مقدار آب جبرانی برابر مجموع این اعداد و برابر 2.821 متر مکعب در ساعت است.

آب جبرانی برج خنک کننده
آب جبرانی برج خنک کننده

در مثال دیگر برای دمای ورود آب به برج خنک کننده 70 درجه سانتیگراد به دمای خروج 40 درجه سانتیگراد در دمای مرطوب برابر 22 درجه سانتیگراد و دبی 250 متر مکعب در ساعت مقدار تبخیر آب برابر 13.799 متر مکعب در ساعت، میزان پرتاب آب برابر 0.014 متر مکعب در ساعت و میزان زیرآب برج خنک کننده برابر 6.886 است که بنابراین محاسبه آب جبرانی برج خنک کن برابر مجموع این اعداد و برابر 20.698 متر مکعب در ساعت است.

همانطور که ملاحظه میکنید مقدار دربفت معمولا مقدار اندکی می باشد و عمده مقدار آب جبرانی از مجموع تبخیر و زیر آب تشکیل می شود. مقدار تبخیر با دمای ورود و خروج و همچنین دبی متناسب می باشد. هر چه دمای ورود بالا و هر چه دمای خروج پایین رود میزان تبخیر بیشتر می شود. ( PDF مقاله و فرمول های بلودان )