Droši vien visi ir redzējuši šāda veida struktūru, un jūs zināt, ka šī vispār nav caurule un no tās neizdalās dūmi.
Bet tomēr apskatīsim darbības principu un dzesēšanas torņa iekšējo struktūru.
Dzesēšanas torņi ir īpašas ierīces liela ūdens daudzuma atdzesēšanai caur virzītu gaisa plūsmu. Tos sauc arī par dzesēšanas torņiem - tas izklausās saprotamāk.
Šī ir viena no efektīvākajām ierīcēm ūdens dzesēšanai rūpniecības uzņēmumu ūdens apgādes sistēmu pārstrādē. Augstais tornis rada pašu gaisa iegrimi, kas nepieciešama, lai efektīvi atdzesētu cirkulējošo ūdeni. Izplūdes torņi tiek izmantoti, lai izveidotu dabisku iegrimi, jo atšķiras dzesēšanas tornī ieplūstošā gaisa īpatnējais smagums un sakarsētais gaiss, kas iziet no dzesēšanas torņa. Drenāžas tvertne atrodas zem sprinklera. Ūdeni ūdens sadales ierīcei piegādā caur stāvvadiem, kas atrodas dzesēšanas torņa centrā. Pateicoties augstajam tornī, vienu daļu tvaiku pārstrādā, bet otru aiznes vējš. Tādēļ ziemā apgabalā neveidojas mitrums, migla un apledojums, lai arī ap apūdeņošanas ierīcēm var parādīties ledus.
Dzesēšanas torņus izmantoja, lai sāli iegūtu iztvaicējot. Pašlaik šīs struktūras tiek izmantotas nelielā daudzumā silta ūdens atdzesēšanai. "Neliels" nozīmē, ka pēc dzesēšanas torņa ūdens nekļūst ledains kā dzesētājā (+7 grādi). Ūdens temperatūra, kas nonāk dzesēšanas tornī, ir aptuveni 40-50 grādi, pēc dzesēšanas torņa - 25-30 grādi (labākajā gadījumā).
Nepieciešamība atdzesēt siltu ūdeni rodas, ja to prasa ražošanas tehnoloģiskais process vai dzesēšanas ūdens gadījumā dzesētājam ar ūdens kondensatoru.
Reklāmas video:
Ir divu veidu dzesēšanas torņi: faktiskie dzesēšanas torņi un sausās dzesēšanas torņi ("drycooler").
Termoelektrostacijas, atomelektrostacijas, rūpniecības uzņēmumi patērē milzīgu daudzumu rūpnieciskā ūdens, galvenokārt komponentu un mezglu dzesēšanai. Dabiski ūdens uzsilst. Tā kā ūdens bieži pārvietojas slēgtā cilpā (tas ir, tas neizplūst upē, bet iet atpakaļ, lai atdzesētu vienības), tas ir jāatdzesē. Tas, pirmkārt, ir nepieciešams, lai palielinātu dzesēšanas efektivitāti - jo vēsāks ūdens, jo labāk tas atdzesēs aprīkojumu.
Daļējai ūdens atdzesēšanai tiek izmantoti dzesēšanas torņi.
Dzesēšanas torņa darbības princips ir diezgan vienkāršs
Dzesēšanas process dzesēšanas torņos notiek daļēji ūdens iztvaikošanas un siltuma apmaiņas dēļ ar gaisu. Ūdens dzesēšanas tornī plūst pa sprinkleru un izplūst pilienos vai plānā plēvē. Šajā laikā gaiss plūst gar sprinkleru. ir šāds modelis: dzesēšanas torņos, kad iztvaiko 1% ūdens, atlikušā ūdens temperatūra pazeminās par 6 C. Zaudējumu šķidrumam papildina ārējs avots. Turklāt saldūdens, ja nepieciešams, tiek apstrādāts (filtrēts).
Sarežģītākais dzesēšanas torņa elements ir izplūdes tornis, kura dizainu galvenokārt nosaka materiāls, no kura tas ir uzbūvēts.
Karsts ūdens nonāk dzesēšanas tornī, kur atkarībā no dzesēšanas torņa veida un konstrukcijas tas tiek atdzesēts līdz vajadzīgajai temperatūrai. Ūdens dzesēšanu var veikt:
- atmosfēras gaisa apgrieztā plūsma (ventilatora dzesēšanas torņi);
- karstā ūdens izsmidzināšanas dēļ ar sprauslām uz īpaša pildījuma ar attīstītu laukumu, virs kura ūdens izplatās plānā plēvē un lēnas plūsmas dēļ tas tiek atdzesēts (tornis, atmosfēras dzesēšanas torņi);
- izsmidzinot ūdeni īpašos kanālos un dabisko atmosfēras gaisa nokļūšanu (izmešanas dzesēšanas torņi).
Jebkurā gadījumā ūdens nonāk saskarē ar gaisu, kuram tas izdala daļu siltuma un tādējādi pazemina tā temperatūru. Apgūstot nepieciešamo temperatūru, ūdens plūst atpakaļ vēsos siltummaiņos vai citās ierīcēs, kurās nepieciešams pazemināt temperatūru.
Dzesēšanas torņu veidi
Pēc apūdeņošanas sistēmas veida dzesēšanas torņus var iedalīt:
- filma;
- pilēt;
- izsmidzināt;
- sausa.
Balstoties uz atmosfēras gaisa padeves principu, dzesēšanas torņus iedala:
- ventilators, ja gaisu piegādā ventilatori.
Priekšrocības: augstas kvalitātes, ātra ūdens dzesēšana
Trūkumi: liels enerģijas patēriņš
- tornis, kad gaisa iegrime tiek izveidota, izmantojot īpašu torņa dizainu un tā augstumu
Priekšrocības: mazs enerģijas patēriņš
Trūkumi: lēna ūdens dzesēšana
- atvērti vai atmosfēras dzesēšanas torņi, kas izmanto vēja spēku un gaisa masu dabisko kustību, pārvietojoties pa torni
Priekšrocības: praktiski nav enerģijas patēriņa
Trūkumi: lēna ūdens dzesēšana, liela izmēra
- izmešana, kurā izmanto ūdens izsmidzināšanas metodi īpašos kanālos ar dabisku gaisa iespiešanos
Priekšrocības: ātra ūdens atdzišana, radot vakuumu
Trūkumi: liels enerģijas patēriņš.
Ūdens un gaisa kustības virzienā:
- pretstrāva
Priekšrocības: šādos dzesēšanas torņos tiek radīta vislielākā temperatūras starpība un attiecīgi siltuma pārnese augstās aerodinamiskās pretestības dēļ.
Trūkumi: liela pilienu iespiešanās, kas ir īpaši pamanāms, ja trūkst atgriešanās ūdens nomaiņas un blīvi apdzīvotās vietās;
- krustu
Ieguvumi: mazāk drifta.
Trūkumi: zema aerodinamiskā pretestība;
- sajaukts
Tiek izmantota gan pretplūsma, gan šķērsplūsma.
Torņu dzesēšanas torni ieteicams izmantot lielos rūpniecības uzņēmumos. Torņa šķērsgriezuma laukumam vajadzētu aizņemt vismaz 30–40% no sprinklera laukuma. Vidēja un maza tilpuma dzesēšanas torņiem var būt ļoti atšķirīga forma: cilindriska, saīsināta konusa vai saīsinātas daudzslāņu piramīdas formā. Dzesēšanas torņus parasti izgatavo hiperbolisku apvalku veidā, kas ir optimāli iekšējās aerodinamikas un stabilitātes ziņā.
Izplūdes torņi darbojas ļoti sarežģītos apstākļos: torņu apvalks ir pakļauts mitram siltam gaisam dzesēšanas tornī un aukstam gaisam ziemā, uz iekšējām virsmām veidojas kondensāts. Tādējādi ir svarīgi izvēlēties materiālu.
Dzesēšanas torņos gaisa konvekciju veic ar dabisku iegrimi vai vēju. Betona dzesēšanas torņu augstums var būt līdz 100 metriem. Šajā gadījumā apūdeņotā platība sasniegs 3500 kv.m. Būtībā torņu dzesēšanas torņus izmanto, lai atdzesētu lielu ūdens daudzumu no termoelektrostacijām vai atomelektrostacijām.
Torņu dzesēšanas torņu plusi:
- rentabilitāte (nav nepieciešama elektrība);
- lietošanas ērtums;
- atrašanās vieta netālu no rūpniecības objekta.
Mīnusi:
- liela platība būvniecībai;
- liela vērtība.
Torņu dzesēšanas torņu shēmas ar dažādiem gaisa kustības modeļiem sprinklerā ir parādītas att. Apūdeņošanas ierīces visos iepriekšminētajos dzesēšanas torņos ir pilienveida, pilienplēves vai plēves tipa. Pašlaik dzesēšanas torņi galvenokārt tiek veidoti ar plēves un pilienplēves sprinkleriem ar pretplūsmas gaisa plūsmu, kuriem ir vislielākā dzesēšanas jauda.
Attēls: Torņu dzesēšanas torņu shēmas ar dažādiem gaisa kustības modeļiem un - ar šķērsvirzienu; b - ar šķērsvirziena plūsmu; iekšā - ar pretstrāvu.
Dzelzsbetona izmantošanas pieredze dzesēšanas torņos liecina, ka torņu čaulas tiek intensīvi iznīcinātas, pateicoties betona piesātināšanai no iekšpuses ar mitrumu un atkārtotai sasalšanai un atkausēšanai ārējās gaisa temperatūras ietekmē ziemā. Metāla rāmju apšuvuma torņi tiek būvēti apgabalos ar bargu ziemas klimatu. Tie ir piramīdveida ar daudzstūri vai kvadrātveida pamatni.
Koka rāmi izmanto dzesēšanas torņos ar nelielu platību.
virsmas formu, kas apraksta cauruli trīsdimensiju telpā, sauc par parabolisko hiperboloīdu - otrās kārtas virsmu! Ūdens tiek izvadīts figūras fokusā, un šīs formas efektivitāte tiek aprēķināta matemātiski - tas ir, ļoti unikālais gadījums, kad vispirms bija matemātiskā teorija, un pēc tam prakse
Formula ir vienkārša:
Nu, lūk, kā tur viss izskatās: