أولاً ، ما هو برج التبريد المغلق؟
برج التبريد التبخيري المغلق ، المعروف أيضًا باسم برج التبريد المغلق أو البرج المغلق.إنه برج تبريد ينقل الحرارة من المياه المتداولة إلى الهواء عبر الملفات.
يظهر هيكلها الرئيسي في الشكل:
يتكون البرج المغلق بشكل عام من مروحة ومبرد (ملف) ومضخة مياه ذاتية الدوران ونظام توزيع المياه وجهاز استقبال المياه وهيكل البرج والتعبئة (مع أو بدون) وصمام البوابة ومكونات أخرى.
يختلف عن البرج المفتوح ، الماء الساخن للبرج المغلق هو دورة مغلقة ولا يتلامس مباشرة مع الهواء ، مما يضمن نظافة جودة المياه المتداولة ، ويضمن التشغيل الفعال للمعدات الرئيسية وتحسين عمر خدمة المعدات الرئيسية.عندما تكون درجة الحرارة في الخارج منخفضة ، يمكن تحويل البرج المغلق إلى عملية تبريد بالهواء عن طريق إغلاق نظام الرش بالدوران الذاتي ، وذلك لتوفير موارد المياه.تماشياً مع سياسة الصين في الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات وتوفير المياه ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في الصلب والمعادن والطاقة الكهربائية والإلكترونيات والمعالجة الميكانيكية والغذاء والصناعات الكيماوية ونظام تكييف الهواء في السنوات العشر الماضية.
آلية تبديد الحرارة للبرج المغلق هي كما يلي: يتم نقل حرارة الماء الساخن أولاً إلى المبرد ، ثم ينتقل الرادياتير إلى مياه الدش على سطحه.يتبادل ماء الدش والهواء الحرارة إلى الهواء من خلال نقل الحرارة عن طريق الاتصال ونقل الكتلة عن طريق التبخر.المخطط الأساسي لعملية التبريد هو كما يلي:
رسم تخطيطي لآلية تبديد الحرارة للبرج المغلق
فيما يلي وصف موجز لعملية الحساب الديناميكي الحراري للبرج المغلق.
قبل الشروع في اشتقاق المعادلة ، دعنا نفترض ما يلي:
(1) رش غشاء الماء في المبادل الحراري بالكامل لمتوسط درجة حرارة فيلم الماء ، وتبقى دون تغيير (هذا لأن درجة حرارة الماء في الماء الذاتي الدوران في المبرد وخارج المبرد هي نفسها) ؛
(2) مساحة سطح فيلم الماء تساوي تقريبًا مساحة سطح الملف ، أي أن فيلم الماء يعتبر رقيقًا جدًا ؛
(3) يتم توزيع المياه ذاتية الدوران بالتساوي على صفوف أنابيب مختلفة ، وهناك فيلم مائي على سطح كل ملف ؛
(4) إذا كان رقم لويس يساوي 1 ، فلا تؤخذ خسارة التبخر في الاعتبار.
(ملاحظة: تعتمد عملية الاشتقاق التالية بشكل أساسي على محرك اختلاف المحتوى الحراري والحفاظ على الطاقة وآليات أخرى وبعض المعرفة بنقل الحرارة.)
أولاً ، يقوم الماء الساخن بنقل الحرارة إلى فيلم الماء خارج الملف ، ومعادلة نقل الحرارة هي:
حيث ، dQ- نقل الحرارة للوحدة الدقيقة ، W ؛
K1- معامل انتقال الحرارة من الماء الساخن إلى فيلم الماء ؛ث / (㎡ · ℃) ؛
T- درجة حرارة سائل العملية أو الماء الساخن ، ℃ ؛
ر- درجة حرارة فيلم الماء الذاتي الدوران ، ℃ ؛
dA- مساحة سطح الوحدة الدقيقة للملف ، ㎡
يمكن اعتبار أنبوب الملف على أنه أنبوب رفيع الجدران ، ويمكن التعبير عن معامل نقل الحرارة الخاص به على النحو التالي:
حيث ، معامل انتقال الحرارة للسائل في أنبوب ملف AI ، W / (㎡ · ℃) ؛معامل نقل حرارة سائل أنبوب g ، W / (㎡ · ℃) ؛معامل نقل حرارة سائل الأنبوب ، W / (㎡ · ℃) ؛σ - سمك الملف ، م ؛α معامل نقل الحرارة الحراري لفيلم الماء ، W / (㎡ · ℃) Di ، Do ، Dn ، Dc- هي على التوالي القطر الداخلي والخارجي للملف والقطر الداخلي والخارجي للملف بعد القياس ، م.
ما هو أقل تأكيدًا في المعادلة أعلاه هو معامل انتقال الحرارة الحراري لفيلم الماء ، وترتبط قيمته بحالة وسمك غشاء الماء ، فضلاً عن كمية المياه ذاتية الدوران وسرعة الرياح وقطر الملف و حجم التخطيط.إنه:
أين،
ف- كثافة الماء ذاتية الدوران ، كجم / (· ثانية) ؛
ت- متوسط سرعة الهواء من خلال قسم الملف ، م / ث ؛
p1 ، ترتيب pt-coil ، m.
وفقًا للافتراض (2) ، يمكن كتابة انتقال الحرارة بين فيلم الماء والهواء:
حيث ، β'x- معامل الكتلة مدفوعًا بفرق المحتوى الحراري والرطوبة على أساس منطقة فيلم الماء ، kg / (㎡ · s) ؛
ب- بناءً على مساحة سطح ملف المحتوى الحراري وفرق الرطوبة كقوة دافعة لمعامل التشتت ، ويشار إليها بمعامل التشتت ، كجم / (㎡ · s) ؛
i "t- المحتوى الحراري للهواء المشبع المقابل لدرجة حرارة الماء t ، J / kg ؛
ط- المحتوى الحراري للهواء ، J / كجم (DA) ؛
dA- مساحة سطح الوحدة الدقيقة للملف ، ㎡.
معامل التشتت في المعادلة أعلاه هو معلمة غير معروفة ، والتي يجب الحصول عليها من خلال الاختبارات.ترتبط قيمة هذه المعلمة بمعدل تدفق المياه وسرعة الهواء وترتيب الملف ، ويمكن التعبير عنها على النحو التالي:
الزيادة في المحتوى الحراري للهواء تساوي نسبة نقل الحرارة للهواء في الخلية الصغيرة:
حيث ، G- تدفق كتلة الهواء الجاف ، كجم / (㎡ · s).
بعد فرز الصيغة (6):
من الملاحظ أن IT هو المحتوى الحراري للهواء المشبع المقابل لدرجة حرارة الماء للفيلم.يُفترض أن تكون درجة حرارة الماء ثابتة وفقًا لـ (1) ، وبالتالي فإن المحتوى الحراري ثابت أيضًا.يمكن الحصول على الحل المتكامل للمعادلة (7):
أين،
i1- المحتوى الحراري للهواء الداخل إلى البرج المغلق ، J / kg (DA) ؛
i2- المحتوى الحراري للهواء المفرغ من برج مغلق ، J / kg (DA).
Mw هو رقم تبريد منطقة الغشاء المائي وقيمته هي:
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تغيير درجة حرارة الماء ذاتية الدوران يساوي تغير طاقة الهواء وسوائل العملية ، وهي:
أين،
qp- تدفق المياه في ملف ، كجم / ثانية ؛
qw- كمية المياه ذاتية الدوران ، كجم / ثانية ؛
cpp، cpw- الحرارة النوعية للمياه في الملف والماء الذاتي الدوران ، J / (kg · ℃).
وفقًا للفرضية (1) ، فإن المعادلة (10) هي صفر ويمكن تجاهلها.
من ناحية أخرى ، يمكن الحصول على الصيغة (1):
ويلاحظ أيضًا أنه من المفترض أن تكون درجة حرارة الماء للفيلم ثابتة.من خلال دمج المعادلة (11) ، يمكننا الحصول على:
أين،
T1 - درجة حرارة وسط العملية أو الماء الساخن الذي يدخل البرج المغلق ، ℃
T2- معالجة وسط أو درجة حرارة الماء الساخن للبرج المغلق المفرغ ، ℃
حيث ، يشار إلى NTU على أنها عدد وحدات نقل الحرارة لبرج التبريد التبخيري ، وقيمته هي ：
وفقًا للحالة المفترضة (4) ، تجاهل فقدان التبخر للمياه ذاتية الدوران ، فإن نقل الحرارة لبرج التبريد المغلق هو:
باستبدال المعادلتين (8) و (12) في المعادلة (14) ، يمكننا الحصول على:
يتم الحصول على حل إضافي ：
وفقًا للمعادلة (15) ، يمكن حساب درجة حرارة الماء ذاتية الدوران بالطريقة التكرارية.
في عملية الاشتقاق ، لا تستهدف الصيغة المذكورة أعلاه نوع التيار المعاكس على وجه التحديد ، لذا فإن الصيغة أعلاه تنطبق أيضًا على برج مغلق التدفق المتقاطع.تكون درجة حرارة الماء ذاتية الدوران لبرج التبريد المغلق مع التعبئة منخفضة ، لذلك يمكن معادلة تأثير نقل الحرارة للتعبئة بمعامل التشتت ، ومن ثم يمكن إجراء الحساب الديناميكي الحراري وفقًا للصيغة أعلاه.
عندما يكون معامل انتقال الحرارة ومعامل تبديد الكتلة لبرج التبريد المغلق معروفين ، يمكن حساب درجة حرارة الماء ذاتية الدوران بواسطة الصيغة (16).مع درجة حرارة الماء ذاتية الدوران ، يمكن حساب درجة حرارة سائل العملية بعد التبريد ومحتوى المحتوى الحراري للهواء المفرغ من برج التبريد المغلق بالصيغة (8) والصيغة (12).
يمكن أيضًا استخدام المعادلة أعلاه لفرز بيانات الاختبار لبرج التبريد المغلق.في الاختبار ، يمكن قياس معلمات مثل درجة حرارة مدخل ومخرج سائل العملية ، ودرجة حرارة المصباح الجاف والرطب لبرج مدخل الهواء ، ومعدل تدفق الهواء وكمية المياه ذاتية الدوران.من هذه المعلمات ، يمكن حساب عدد وحدات نقل الحرارة من المعادلة (12) ، ويمكن حساب عدد منطقة التبريد لفيلم النفايات السائلة من المعادلة (8).يمكن الحصول على معامل انتقال الحرارة ومعامل التشتت للبرج المغلق بحساب إضافي.
ما سبق هو طريقة الحساب الديناميكي الحراري البسيطة لبرج التبريد المغلق.هل هي مليئة بالبضائع الجافة
الوقت ما بعد: 12 يونيو - 2023