تحليل گرمايي- اگزرژي برج هاي خنك كننده به منظور ارزيابي كارايي و بهينه سازي آن ها براي آب شيرين و آب دريا

Thermal-Exergetic Analysis for Evaluation and Optimization of Performance of Cooling Towers for Fresh Water and Seawater

اين مطالعه به تحليل گرمايي ـ اگزرژي و بررسي پارامترهاي موثر بر كارايي برج هاي خنك كننده با سيال عامل آب شيرين و آب شور پرداخته است. بر اساس تعريف مدل اقتصادي هزينه هاي ثابت و متغير، راندمان بهينه يك برج خنك كننده نيز تعيين شده است. اين بررسي با مدل سازي يك برج خنك كننده و استفاده از داده هاي تجربي و ارايه يك كد برنامه نويسي شده در محيط نرم افزار EES انجام پذيرفته است. با توجه به كمبود منابع آب شيرين، استفاده از آب شور دريا گزينه مناسبي به نظر مي آيد. به همين علت در بررسي كارايي، خروجي هاي گوناگوني تحت تاثير شوري هاي گوناگون با غلظت هايي از دامنه 1 g/kgتا 60 g/kg در نظر گرفته شد و تاثير تغييرها در غلظت شوري بر روي كارايي و پارامتر هاي مرتبط با اگزرژي در كنار استفاده از آب شيرين مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت. نتيجه ها نشان مي دهد اين تاثير بر روي راندمان هوايي كاهشي 3 درصدي و براي راندمان آبي افزايشي 1.5 درصدي خواهد داشت. همچنين با بررسي تاثير رسوب بر سامانه مي توان نتيجه گرفت كه افزايش رسوب باعث كاهش 15 درصدي كارايي برج خنك كننده، افزايش دماي آب خروجي و افزايش حجم مورد نياز برج مي شود.

In this study, thermal, exergetic analysis and performance evaluation of seawater and fresh wet cooling tower and the effect of parameters on its performance is investigated. Base on the definition of an economic model for capital and variable costs, an optimized efficiency of a cooling tower has been evaluated. With modeling of a cooling tower and using of experimental results and a developed code in EES, this study has been performed. Due to lack of fresh water, seawater cooling is an interesting choice for future of cooling, so the effect of seawater in the range of 1 g/kg to 60 g/kg for salinity on the performance has been studied. Effect of changing the salinity of the water on performance and parameters which are related to exergy has been compared with a cooling tower which used fresh water. Results showed that decreasing of air efficiency about 3%, increasing water efficiency about 1.5% are some of these effects. Moreover with the formation of fouling the performance of cooling tower decreased about 15% which this phenomenon and its effects like increase in output water temperature and tower excess volume have been shown