طراحی و ساخت برج خنک کن فشرده با استفاده از شبکه های متخلخل
و ارزیابی عملکرد آن
چکیده
با توجه به اهمیت برجهای خنک کن به عنوان چاه حرارتی در سیستمهای برودتی و فضای اشغال شده توسط آنها ،سعی شده است که با طراحی یک نوع پکینگ فشرده ،از حجم برج خنک کن ها ،به خصوص در مناطق مسکونی کاسته شود. مقاله حاضر نتیجه یک تحقیق تجربی است در مورد یک سیستم کامپوزیت که می توان آن را به عنوان پکینگ،در برجهای خنک کن استفاده کرد. این پکینگ در یک برج خنک کن آزمایشگاهی که به همین منظور طراحی و ساخت شده است ،مورد آزمایش قرار گرفته و معادله مشخصه آن تعیین شده است و نتایج آن با یک برج خنک کن با پکینگ رایج در بازار مقایسه گردیده است. در پایان نیز نمودارهای مشخصه برج خنک کن ساخته شده ، ارائه شده است. واژههای کلیدی:برج خنک کن – فشرده – شبکه های متخلخل – جریان مخالف مکشی
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(1)،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 400×400 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
Reactor Flow Diagram
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 25%) را بر عهده دارد. روابط مربوطه عبارتند از{1}:
1) dqs = hc dA (ti-ta)
2) dql = K dA (wi-wa) hfg
3) K=
از ترکیب روابط (1) و (2) و جاگذاری رابطه (3) خواهیم داشت:
4)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 (2)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 {1} :
(5) dqt=Gdha=LCpwdt
از ترکیب معادله (4) و سمت راست معادله (5) و انتگرال گیری و جاگذاریA = a*V خواهیم داشت {1}
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 {5}:
وn پئامترهای بدون بعدی می باشند که برای هر نوع پکینگ از طریق آزمایش بدست میآیند . رابطه (7) 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 (6) و (7) 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 )
3- 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 1-5 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 1-6 و 1-7 ) ،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 1-8 ) 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 2/1 متر بدون ریز شدن تشکیل شود. بدین ترتیب سطح موثر در خنک کردن آب کلا حذف گردد و ممکن است ستون به ارتفاع 2/1 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
1-سطح تماس زیادی برای گاز و مایع ایجاد کند.
2-شرایط جریان گاز ومایع در برج مناسب باشد به عبارت دیگر فضای خالی بین آکنه ها مناسب باشد.
3-از لحاظ شیمیایی ، در مقابل جریانی که از روی آن عبور می کند خنثی باشد.
4-از لحاظ ساختمانی ،محکم باشند تا بتوان آنها را به راحتی درون برج قرار داد.
5- قیمت آن کم باشد.
آکنه ها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
1-تصادفی (Random )
2- 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
آکنه های منظم
این آکنه ها انواع مختلفی دارند که در شکل 1-2 نشان داده شده اند.
Stacked raching rings فقط برای مقیاسهای بزرگ اقتصادی می باشد.
Wood grids یک نوع آکنه ارزان می باشد و هنگا میکه نیاز به فضای خالی زیاد با شد مورد استفاده قرار می گیرد.
Knifted و انواع صفحات سیمی بافت شده که به صورت حلقوی درون سیلندر قرار می گیرند، باعث ایجاد سطح تماس زیادی بین گاز و ما یع می شوندو همچنین افت فشار کمی ایجاد می کنند.
آکنه های منظم به طور کلی افت فشار کمتری ایجاد می کنند و امکان ایجاد جریان بزرگتری را برای مایع فراهم می کند. اما در مقابل هزینه نصب این آکنه ها در مقایسه با آکنه های تصادفی بیشتر است. چون این آکنه ها را به طور منظم و تک تک درون برج می چینند.
آکنه ها
هدف استفاده از آکنه ها در برج های پر شده ،صرفا ایجاد سطح تماس بیشتر بین آب و هواست که تاثیر مطلوبی بر روی تعادل جرم و حرارت در داخل برج دارد. بنابراین در انواع برجها،به خصوص در برجهای کوچک ، مرکز توجه ما بر روی آکنه ها است تا با تنظیم فشار درون برج بتوانیم راندمان خوبی را در واحد حجم برج، بدست آوریم.بر اساس نوع آکنه ها ، عملیات به دو قسم است:
در مورد آکنه های منظم، آب به صورت یک لایینازک مداوم بر روی آکنه ها جریان می یابد.
در مورد آکنه های افشانه ای (Spray ) و ترشحی (Splash ) ، آکنه ها باعث می شوند که آب به تعداد زیادی قطرات ریز تقسیم شوند.
آکنه های مشبک ( grid packs )
آکنه عادی ، صفحه چوبی مشبکی است به عمق با صفحه زیرین آهنی که بر گرفته از کار نرمن Norman است و پیشرفتی است بر پره های صاف به علت قابلیت جمع آوری آن در بالاترین نقطه صفحه فلزی که سپس به طرف پره زیرین راه می یابد. در صفحه فلزی حاشیه کمی بزرگتر است تا سطح بیشتری را اشغال کند.
Moulin صفحات مشبکی را ایجاد کرده که دارای لبه بالایی کنگره دار است تا خصوصیات توزیع آن قویتر شده سطح موجود بیشتر شود. Dankwerts و Anolick در بررسی انتقال جرم و فرم های آئرودینامیکی ، صفحه مشبک فرم گونه ای را پیشنهاد کردند.صفحات مشبک پلاستیکی نیز در بازار موجودند. عیب عمده آکنه فیلمی مشبک،حجم زیاد آکنه در هر یک از ردیف هاست. البته فشار پایین می آید و توان موتور بر حسب اسب بخار در این نوع ها پایین است.
جنس آکنه ها
آکنه های چوبی
معمولا چوب Redwood عمل آمده و Western red cedar به طور طبیعی با پوسیدگی ناشی از مواد شیمیایی مقابله می کند . ولی چون این مواد شیمیایی طبیعی ، بسیار سریع از چوب جدا می شوند از چوب های ارزان تر هم می توان استفاده کرد. البته نگهدارنده های فشار هم باید استفاده شوند و باید به یاد داشته باشیم که مواد ضد اشتعال هم می توانند به کار روند.
آزمایشات زیادی در این رابطه انجام شده که به نظر می آیند نشانگر این هستند که چوب عمل آمده طول عمری حدود سی سال دارد به شرطی که آب زیاد سخت و آلوده به قارچ های پوساننده نباشدزیرا باعث کاهش طول عمر چوب می شوند.
آکنه های فلزی
اینها در برجهای پر شده خاصی استفاده میشوند که در آنها حجم فضای تماس زیادی لازم است. در حالی که این آکنه ها برای عملیات مهم گران قیمت هستند.
در محل هایی که استفاده بهینهاز فضا دارای اهمیت زیادی است و مواد ضد اشتعال احتیاج است بسیار مناسبند
آکنه های پلاستیکی
اینها معمولا انواع پلی ستیرن، پلی پریلن، پلی تن با دانسیته بالا و یا P.V.C هستند و دارای مقاومت و مناسبت زیادی برای عملیات سرد کردن هستند.
P.V.C ضد اشتعال است . هم اکنون ساختن انواعی از پلی پروپیلن و پلی استیلن در انواع ضد انفجار، معمول است.
خصوصیات معمول آکنه ها
پلاستیک
آزمایشاتی در دو نوع آزمایشگاههای تحقیقاتی الکتریسیته در Leatherhead در انگلستان انجام شده و به نتایج زیر دست یافته اند.
K : ضریب انتقال جرم ( (
a : سطح تماس میانگین آب- هوا بر مبنای حجم آکنه ها
L :دبی متوسط آب
G: دبی جرمی متوسط هوای خشک
فضای پر شده داخلی معمولا به شکل پر چین ساخته می شود به این ترتیب که تخته های باریکی را یک در میان به صورت ردیفهای افقی و عمودی قرار میدهند.
پرکن ها معمولا از نوع پلی پروپیلن می باشند که به شکل میله و اشکال دیگر قالب ریزی میشوند آرایش های بسیار متفاوتی به کار برده میشود و فضای تهی بسیار بزرگ و معمولا بیش از 90%حجم داخلی برج پیش بینی میشود تا افت فشار گاز حدالمقدور ناچیز باشد .
سطح مشترک هوا و آب نه تنها متشکل از فیلم مایع است که تخته های باریک را مرطوب میسازد بلکه سطح قطراتی را که نظیر باران از یک ردیف پرکن به ردیف دیگر جاری میشود نیز شامل میگردد.
تا سال 1961اغلب برج های سرد کن بر اساس چهار چوب چوبی بود. چوب دارای برخی خواص شیمیایی و مقاومت طبیعی به فاسد شدنو میتواند به سرعت آبدار شود.
الوار که در بسته های انتقال جرماز نوع لایه نازک و پاششی مرسوم به کار میروند.کاملا ارزان و طول عمر زیادی دارند. اما فاقد قابلیت شکل گیری هستند و بنابراین از کارایی پایین به عنوان آنکه بر خوردارند.لایه های سیمانی آسبست به عنوان آنکه در برج های با طرح طبیعی و مکانیکی ایتدا در سال 1961استفاده شد دو مزیت این چهارچوب این بودکه ارزان و برای جابجایی هزینه ای نداشت . زمانی که این پرکن در ابتدا به وجود آمد از نظر سلامتی تحقیقاتی به عمل نیامده بود. پس از چند سال زمانی که پرکن های سیمانی شروع به خورده شدن کرد و بعضی از رشته ها گسسته شدند و پس از اینکه آنها خراب می شدند پرکن ها با کوچکترین فشار انگشت متالشی می شد و این طور بود که پرکن های کاملا شکننده برای سلامتی خطر بزرگی بود (Mittendof 1990 )
لایه های پرکن سیمانی در نیروگاه لیکستر ( Leicester ) برای اولین بار به کار رفت 12 سال بعد زمانیکه آشکار شد که این لایه ها در شرایط برج خنک کننده مساعد است و کارایی سرد کردن آن رضایت بخش است آزمایشات بر روی طرح برج Mw120 در نیروگاه staythorpe( استی تروپ ) انجام شد . این طرح که استفاده از دو لایه از لایه ها سیمانی چین دار بود دو مزیت داشت: ارزان بود و هزینه تعویض نداشت
بیماریهای متعددی گزارش شده که مستقیما به همراه در معربض قرار گرفتن با رشته های آسبستوز می باشد که شامل بیماری آسبستوسیس ( عفونت آسبستوز)، سرطان ریه و دیگر بیماریها یی که با در معرض تماس قرار گرفتن با لایه های سیمانی همراه است زمان و مقدار سیمان مورد تماس و نوع سیمان در شیوع این بیماری و شدت و ضعف آن تاثیر بسزایی دارد. بیماری آسبستوسیس ایجاد زخم بر روی ریه می باشد که قابلیت حیاتی ریه را محدود میکند. معمولا با تماس با رشته های سیمانیناشی میشود که در 15 تا30 سال پس از مجاورت پیشرفت می کند. سرطان ریه نیز با زمان کمتر تماس نسبت به آسبستوسیس حاصل می شود و ممکن است حتی تا 20-30 سال بعد نیز پیشرفت نکند. در سال1980 اغلب تولید کنندگان برجهای سرد کننده شروع به بسته های پلاستیکی لانه زنبوری چین دار کردند که مشابه ساخت بسته هایی است که در ستون های تقطیر و جذب بکار می رود. در 10 سال گذشته 5 مطالعه مجزا و مستقل در این زمینه انجام شد
معمولا توجه به نوع و شکل بسته های P.V.C فقط با سطوح صاف بود. بازدهی فوق العاده این لایه ها در روی پر کنها از نوع پاششی این شرایط را کاملا قابل فهم کرد.
در برخی از موارد کاهش وزن در پر کنها حاصل شد (1-5 و1-10) (Johnson 1990 ) این کاهش جدی در وزن به طور شاخص باعث کوچک شدن موتور پمپ در سیستم توزیع، که در پایین برج قرار می گرفت، شد در برج های مکانیکی توان کل مورد نیاز بسیار کاهش یافت P.V.C از عمده مواد پلاستیکی آکنه بود که به طور گسترده استفاده می شود و نیز پلی پروپیلن و پلی تن P.E با دانسیته بالا و پلی استیرن ولی دوتای آخر در برجهای سرد کن رندوم بکار می روند. تقریبا 0.95 برجهای سرد کن که در U.K ساخته مسشوند از بسته های P.V.C استفاده می شوند.اغلب این برجها با لایه های چین دار P.V.C با فضای m315-1 به طور افقی بکار می روند. در سالهای اخیر پیشرفت خواص انتقال حرارت آکنه برج سرد کن از نظر انرژی بسیار حائز اهمیت است.
انتقال حرارت از سطوح زبر و ناصاف به مایعاتی که از آنها عبور می کنند در مهندسی مهم است به دلیل اینکه میزان بالای انتقال حرارت را می توان با دستگاه با اندازه کوچکتر نیز بدست آورد. در پترو شیمی، دستگاه قدرت، ساخت فولاد، صنایع شیمیایی، صنایع انجمادصنعت پلاستیک و تهویه هوا غالب برجهای سرد کن دارای آکنه P.V.C هستند و همچنین از آن استفاده می گردد و کاملا مطلوب برای ازدیاد انتقال گرما است.
در هر صورت مرکز اصلی برج سرد کن آکنه یا پر کن می باشد که در سالهای اخیر دستخوش تغییرات زیادی در مواد و ساخت نسبت به دیگر اجزای برج در توانایی بالاتر خنک کنندهها شده است. وظیفه اولیه مواد پر کن در برج خنک کننده ایجاد حد اکثر تداخل آب با هوای سرد است از قسمت توزیع یا اسپری، آب گرم به طور یکنواختبر روی مواد پر کن توزیع می شوند.هر اندازه سطح آبی که بر روی آن مواد میریزد بزرگتر باشد گرمای سریعتری از آن انتقال می یابد. هوا توسط فن یا نیروی جاذبه به داخل برج رانده میشود و سپساز روی آب عبور می کندبه طوری که آب بر روی مواد پر کن عبور داده شودسپس آب سرد شده در یک محفظ جمع آوری می شود که به وسیله پمپ به کندانسور جهت استفاده مجدد فرستاده می شوداولین استفاده از چهار چوب چوبی در یک برج خنک کننده توسط کلین (Klein 1890 ) تا سال 1961 که غالب برجها بر این اساس بود، ارائه شده بود. چوب دارای مقاومت طبیعی در برابر پوسیدگی به دلیل ترکیبات شیمیایی مواد است. اما این مواد شیمیایی طبیعی به سرععت از بین می روند ( در شکل 1-2 (
الوار بسیار ارزان ممکن است جهت ایجاد محفوظ نگه داشتن فشار بکار رود. این الوارها دارای طول عمری حدود 15 سال است و باعث می شود آب چندان سخت یا آلوده نشوند و تا حدودی مقاوم به پوسیدگی قارچی بشود، زمانیکه عمر الوار را بتوان کوتاه کرد (Gurney-1969 ) چهار چوب چوبی که در برجهای خنک کننده بکار می رود به تدریج پوسیده می شود و ممکن است منجر به فعالیت بیولوژیکی یا شیمیایی یا فیزیکی مای موجود در چوب باشد. زمانیکه آب سرددر یک سیستم بسته جریان دارد مواد شیمیایی متعددی از آب اولیه مشتق می شود و به تدریج به وسیله تبخیر تغلیظ می یابد و مواد شیمیایی ممکن است مجددا جهت کنترل رشد بیو لوژیکی در سیستم چرخه ای افزوده شود که همانطور که گفته شد این مواد افزودنی در غلظتهای بالا زیان آور می باشند.
شاروه و یوچیداSharoh,uchida در سال 1972 تعدادی از نمونه های چوب که برای برج های خنک کننده استفاده شده بود بعد از 12-7سال آزمایش کردند و نتیجه گرفتند که خراب شدگی چوب اصولا به علت فعالیت بیولوژیکی میباشد الواری که در بسته های انتقال جرم از نوع پوششی مرسوم و نوع لایه ای به کار می روند ارزان و با دوام می باشد ولی فاقد شکل گیری و عدم قابلیت برای آکنه ها هستند.فلزاتی که در برخی از بسته بندی ها (در جایی که به خصوص سطح تماس بزرگتری لازم است)استفاده شده است.در حالی که این بسته ها در کارهای بزرگ پر هزینه است در هر صورت فلزات برای حفظ فضا و مواد غیر محترقه مناسب می باشند. همچنین در مورد بیماری های متعددی که در اثر تماس با رشته های سیمانی به وجود می یابد توضیح داده شد.
در اوایل 1980 بسیاری از تولید کننده های برجهای خنک کننده به بررسی آکنه های پلاستیکی لانه زنبوری و چین دار، که مشابه ساختار آکنه هاییکه معمولا در ستون های جذب و تقطیر می باشد بازده این پرکن های لایه ای به شکل پاششی بسیار زیاد است در بعضی از موارد نسبت کاهش 5 به 1 یا 10 به1 در وزن پرکن ها را میتوان مشاهده کرد.(Katipamula 1997)
مزایی که میتوان از مواد پلاستیکی ذکر کرد، قدرت قابل ملاحظه(مطابق با نوع پلاستیک)مقاومت به آب و اتمسفر Corrosion عمومی میباشد .اغلب پلاستیک ها دارای مزیتی هستند که تمایل به شکل گیری خاص یاalgae ندارد.مواد پلاستیکی عموما به دو دسته عمده thermose thing که بیانگر این است که شکل آن را نمی توان پس از شکل گیری اولیه تغییر داد و ترمو پلاستیک Thermo.p که معنی آن این است که میتوان به اشکال مختلف مثل لایه به کاربرد.
مواد پلاستیکی که دارای مزیت بیشتری برای ساختمان برج خنک کننده به عنوان آکنه هستند پلی وینیل کلراید P.V.C میباشد.از دیگر موتد پلاستیکی همانطور که گفته شدP.P پلی پرو پیلن و پلی تن متراکم(PE)و پلای استیرن (PS)میباشد(Carl,Jordan 1997) به طور کلی پلاستیک ها در معرض خرابی با اشعخه ماوراء بنفش قرار میگیرند.همچنینی در فشار های زیاد که در اثر لرزش مکانیکی ایجاد شوند،منجر به شکستگی در ساختار پلاستیک می شود .قدرت مکانیکی و تا حدی مقاومت به مواد شیمیایی ، مواد پلاستیکی با بالا رفتن دما تا حدی افت می کند و عموما در نظر گرفته میشود که ماکزیمم ایمنی کاری حرارتی برای پلاستیک هایی که تحت فشار هستند در ضمیمه D بیان شده است.
بحث ونتیجه گیری:
برج خنک کن نوعی مبدل حرارتی است تنها تفاوت ان انتقال حرارت و جرم است
مشخصه برج به مشخصه پرکننده بکار رفته در ان بستگی دارد
Ntu همان مشخصه برج است که به رنج دمایی واپرچ دما ودمای ترودمای خشک محیط ونسبت دبی جرمی اب وهوا وابسته است
رنج دما اختلاف بین دما ورودی وخروجی آب است
اپرچ اختلاف بین دمای ترودمای خشک محیط می باشد.
هر چه هسته برج بهتر انتخاب شود کارایی سیکل ترمودینامیکی از لحاظ خنک کنندگی وراندمان کلی ان بهتر می شود