محاسبه دبی آب و دبی هوا در برج خنک کننده

بررسی نحوه محاسبه مقدار دبی آب در برج خنک کننده

دبی آب در برج خنک کننده

اشاره کردیم که هنگام طراحی برای هر کولینگ تاور، یک مقدار دبی اسمی تعریف می شود. در هنگام راه اندازی برج خنک کننده باید حتماً دبی نزدیک به دبی اسمی در برج خنک کننده به جریان بیافتد تا عملکرد مناسبی داشته باشد.

اگر دبی به جریان افتاده از دبی اسمی طراحی کمتر باشد، آب در برج خنک کننده به درستی توزیع نمی شود و در نتیجه هوا از نواحی دیگر فرار کرده و دستگاه عملکرد خود را از دست می دهد. در صورتی که دبی به جریان افتاده از دبی اسمی بیشتر باشد، این دبی بیش از اندازه فرصت تبادل جرم و حرارت میان آب و هوا را نمی دهد و به اصطلاح برج خنک کننده را خفه می کند، پس حتماً دبی در گردش باید به دبی اسمی نزدیک باشد.

“در طراحی هر برج خنک کننده یک دبی اسمی طراحی می گردد که برای عملکرد مناسب دستگاه، دبی آب در برج خنک کننده باید نزدیک به دبی اسمی طراحی شده باشد.”

دبی آب در برج خنک کن با افزایش قدرت پمپ قابل افزایش است که برای افزایش دبی آب باید به اتصالات پکینگ برج خنک کننده نیز توجه نمود. معمولاً بر اساس استاندارد مقدار سرعت آب درون اتصالات برج خنک کننده 2.5 تا 3 متر در ثانیه در نظر گرفته می شود.

برای تعیین مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده، به طور مثال در یک لوله 4 اینچ مقدار سطح را در مقدار سرعت ضرب نموده به عدد 0.02 متر مکعب در ثانیه می رسیم که برابر است با 72 متر مکعب در ساعت یا 320 گالن بر دقیقه که با و مقدار اعلام شده در مشخصات فنی متناسب است.

محاسبه دبی آب برج خنک کننده

در حالت کلی به مقدار حجم آب در گردش در برج خنک کننده در یک واحد زمان گفته می شود که به وسیله پمپ به جریان می افتد. برای هر برج خنک کننده هنگام طراحی برج، یک مقدار دبی اسمی تعریف می شود. در زمان راه اندازی اگر بخواهیم برج از عملکرد خوبی برخوردار باشد، باید دبی به دبی اسمی که هنگام طراحی تعیین شده نزدیک باشد.

دبی اسمی در برج خنک کننده در واقع میزان فلو مجاز گردش آب در یک دستگاه کولینگ تاور با ظرفیت معین است. در واقع همانطور که واضح است دبی اسمی کولینگ تاور وابسته به سایز اتصالات، سرعت چرخش و فشار مجاز آب، تعداد و نوع نازل برج خنک کننده تعیین می گردد.

در واقع دبی اسمی یکی از مهمترین فاکتورهای انتخاب و تولید برج خنک کننده است. در هنگام باید دبی آب در گردش سیستم طراحی شده از دبی اسمی برج خنک کننده در نهایت 10 الی 15 درصد متغیر باشد.

به ازای یک ظرفیت معین از کولینگ تاور، با افزایش میزان دبی آب در گردش در برج خنک کن دمای آب خروجی از برج خنک کننده به دمای مرطوب محیط نزدیک تر خواهد شد. بنابراین در نواحی با رطوبت بالا (نواحی شرجی)، معمولاً باید از مقدار جریان آب در گردش بیشتری نسبت به دبی جرمی در سیستم استفاده کرد.

نحوه محاسبه دبی اسمی آب برج خنک کننده

به منظور محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده باید به نکات اساسی توجه کرد. نکات مهمی مثل انتخاب صحیح پمپ، سایز لوله کشی و اتصالات داخلی بین برج خنک کن و دستگاه های گرمازا که تاثیر زیادی از دبی آب در گردش دارد. محاسبات اشتباه پمپ سیرکولاتور و همچنین انتخاب نادرست سایز لوله کشی باعث می شود تا مشکلات زیادی از جمله فشار به پمپ و ایجاد کاویتاسیون بوجود آید.

نکات مهم در محاسبه دبی اسمی آب برج خنک کننده

ظرفیت کولینگ تاور در واقع بیانگر این است که چه میزان حرارت باید از آب در یک واحد زمانی مشخص گرفته شود تا دمای مطلوب حاصل گردد. به عبارتی دیگر رابطه بین ظرفیت و دبی آب کولینگ تاور، یک رابطه مستقیم است. به این ترتیب که با افزایش ظرفیت برودتی دبی آب درگردش، در برج خنک کننده نیز افزایش خواهد یافت.

• قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده

قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده در واقع بیانگر میزان سطح عمودی عبور آب در کولینگ تاور است. هر سایز اتصالات ورودی ، دارای محدوده استانداردی در گذر جرمی آب است.

• سرعت و فشار استاندارد آب ورودی برج خنک کننده

سرعت و فشار استاندارد چرخش آب در برج خنک کننده در واقع بیان کننده پارامتر مهمی در برج است. در واقع در صورت کاهش یا افزایش سرعت و فشار استاندارد آب، مشکلات بسیاری در نحوه عملکرد برج خنک کننده ایجاد خواهد شد. سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده باید بین 2 الی 6 فوت بر ثانیه در نظر گرفته شود.

معایب افزایش و کاهش سرعت و فشار از حالت استاندارد

• الف) کاهش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

کاهش سرعت و فشار جریان آب در گردش در برج خنک کننده (کاهش دبی برج خنک کننده) باعث تبدیل جریان آب از حالت آشفته به حالت آرام می گردد. در این حالت عدد رینولدز در آب به شدت دچار افت شده و در عمل، کاهش پیدا می کند.

• ب) افزایش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

افزایش سرعت و فشار جریان ورودی در برج خنک کننده یا به عبارتی افزایش دبی آب کولینگ تاور، سبب کاهش میزان زمان جهت انتقال حرارت در کولینگ تاور می شود. به بیان ساده تر، اگر دبی آب برج از میزان معینی (محدوده دبی اسمی) گذر کند، نتیجه آن اختلال در عملکرد صحیح برج خنک کننده خواهد بود. براساس همین سرعت خطی مجاز آب در گردش در کولینگ تاور و باتوجه به سایز اتصالات به راحتی می توانیم دبی آب در گردش برج خنک کننده را طراحی نمود.

در پایان به این نتیجه می رسیم که دبی کولینگ تاور عامل تعیین کننده تعداد و نوع نازل ها در کولینگ تاور است. دبی برج خنک کن در واقع تاثیر مستقیم بر روی اتصالات ورودی و خروجی آب دارد. به این معنی که هرچه میزان دبی برج خنک کن افزایش یابد، سایز و قطر فلنچ ها و انشعابات داخلی برج خنک کننده نیز تغییر خواهد کرد.