Provavelmente todo mundo já viu esse tipo de estrutura e você sabe que não se trata de um cachimbo e não sai fumaça dele.
Mas vamos ainda olhar para o princípio de funcionamento e a estrutura interna da torre de resfriamento.
As torres de resfriamento são dispositivos especiais para resfriar grandes quantidades de água por meio de um fluxo de ar direcionado. Eles também são chamados de torres de resfriamento - isso parece mais compreensível.
Este é um dos dispositivos mais eficazes para resfriar água na reciclagem de sistemas de abastecimento de água de empresas industriais. A torre alta cria a própria corrente de ar necessária para resfriar efetivamente a água em circulação. As torres de exaustão são usadas para criar correntes de ar natural devido à diferença na gravidade específica do ar que entra na torre de resfriamento e do ar aquecido que sai da torre de resfriamento. Um tanque de drenagem está localizado sob o sprinkler. A água é fornecida ao dispositivo de distribuição de água por meio de risers localizados no centro da torre de resfriamento. Graças à torre alta, uma parte do vapor é reciclada, enquanto a outra é levada pelo vento. Por causa disso, umidade, névoa e gelo não se formam na área no inverno, embora possa aparecer gelo ao redor dos dispositivos de irrigação.
Torres de resfriamento foram usadas para extrair sal por evaporação. Atualmente, essas estruturas são usadas para resfriamento menor de água quente. "Menor" significa que após a torre de resfriamento a água não fica gelada como no resfriador (+7 graus). A temperatura da água que entra na torre de resfriamento é de cerca de 40-50 graus, após a torre de resfriamento - 25-30 graus (na melhor das hipóteses).
A necessidade de resfriar água quente surge caso seja exigida pelo processo tecnológico em produção ou no caso de resfriamento de água para um chiller com condensador de água.
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Existem dois tipos de torres de resfriamento: torres de resfriamento reais e torres de resfriamento a seco ("drycooler").
Usinas termelétricas, usinas nucleares e empresas industriais consomem uma grande quantidade de água industrial, principalmente para resfriar componentes e montagens. Naturalmente, a água esquenta. Como a água geralmente se move em um circuito fechado (ou seja, não drena para o rio, mas volta para resfriar as unidades), ela deve ser resfriada. Isso é necessário, em primeiro lugar, para aumentar a eficiência do resfriamento - quanto mais fria a água, melhor resfriará o equipamento.
Para fins de resfriamento parcial da água, são utilizadas torres de resfriamento.
O princípio da torre de resfriamento é bastante simples
O processo de resfriamento em torres de resfriamento ocorre devido à evaporação parcial da água e troca de calor com o ar. A água na torre de resfriamento desce pelo sprinkler e escapa em gotas ou em uma película fina. Nesse momento, o ar flui ao longo do sprinkler. existe esse padrão: em torres de resfriamento, quando 1% da água evapora, a temperatura da água restante diminui em 6 C. A perda de líquido é reabastecida por uma fonte externa. Além disso, a água doce, se necessário, é processada (filtrada).
O elemento mais complexo de uma torre de resfriamento é uma torre de exaustão, cujo design é determinado principalmente pelo material com o qual é construída.
A água quente entra na torre de resfriamento, onde, dependendo do tipo e projeto da torre de resfriamento, é resfriada até a temperatura necessária. O resfriamento da água pode ser realizado:
- fluxo reverso do ar atmosférico (torres de resfriamento de ventiladores);
- devido à pulverização de água quente por bicos sobre um enchedor especial com área revelada, sobre a qual a água se espalha em uma fina película e devido ao seu fluxo lento - é resfriada (torre, torres de resfriamento atmosférico);
- por pulverização de água em canais especiais e entrada natural do ar atmosférico (torres de resfriamento de ejeção).
De qualquer forma, a água entra em contato com o ar, ao qual libera parte de seu calor e, com isso, baixa sua temperatura. Tendo adquirido a temperatura necessária, a água volta para resfriar os trocadores de calor ou outros dispositivos nos quais seja necessário baixar a temperatura.
Tipos de torres de resfriamento
Pelo tipo de sistema de irrigação, as torres de resfriamento podem ser divididas em:
- filme;
- gotejamento;
- spray;
- seco.
Com base no princípio do fornecimento de ar atmosférico, as torres de resfriamento são divididas em:
- ventilador, quando o ar é fornecido por ventiladores.
Vantagens: resfriamento rápido de água de alta qualidade
Desvantagens: alto consumo de energia
- torre, quando a corrente de ar é criada usando um design especial de torre e sua altura
Vantagens: baixo consumo de energia
Desvantagens: resfriamento lento da água
- torres de resfriamento abertas ou atmosféricas que usam a força do vento e o movimento natural das massas de ar à medida que se movem através da torre
Vantagens: praticamente nenhum consumo de energia
Desvantagens: resfriamento lento da água, tamanho grande
- ejeção, que utiliza o método de pulverização de água em canais especiais com aprisionamento de ar natural
Vantagens: resfriamento rápido da água criando vácuo
Desvantagens: alto consumo de energia.
Na direção do movimento da água e do ar:
- contra-corrente
Vantagens: nessas torres de resfriamento, é criada a maior diferença de temperatura e, consequentemente, a transferência de calor devido à alta resistência aerodinâmica.
Desvantagens: grande arrastamento de gotículas, que é especialmente perceptível quando há falta de reposição de água de retorno e em áreas densamente povoadas;
- Cruz
Benefícios: Menos deriva.
Desvantagens: baixa resistência aerodinâmica;
- misturado
Tanto o contrafluxo quanto o contrafluxo são usados.
É aconselhável usar uma torre de resfriamento em grandes empreendimentos industriais. A área da seção transversal da torre deve ocupar pelo menos 30-40% da área do sprinkler. As torres de resfriamento de média e pequena capacidade podem ter formas muito diferentes: cilíndricas, em cone truncado ou em forma de pirâmide poliédrica truncada. As torres de resfriamento são geralmente feitas na forma de conchas hiperbólicas, que são ideais em termos de aerodinâmica interna e estabilidade.
As torres de exaustão funcionam em condições muito difíceis: o casco das torres fica exposto ao ar quente úmido na torre de resfriamento e ao ar frio externo no inverno, forma-se condensação nas superfícies internas. Portanto, a escolha do material é importante.
Nas torres de resfriamento, a convecção do ar é realizada por tiragem natural ou vento. A altura das torres de resfriamento de concreto pode ser de até 100 metros. Nesse caso, a área irrigada chegará a 3.500 m². Basicamente, as torres de resfriamento são usadas para resfriar grandes volumes de água de usinas termelétricas ou nucleares.
Prós das torres de resfriamento de torre:
- rentabilidade (sem eletricidade necessária);
- fácil de usar;
- localização próxima a uma instalação industrial.
Desvantagens:
- grande área para construção;
- grande valor.
Esquemas de torres de resfriamento com diferentes padrões de movimento de ar no sprinkler são mostrados na Fig. Os dispositivos de irrigação em todas as torres de resfriamento acima são do tipo gotejamento, gotejamento ou filme. Atualmente, as torres de resfriamento são construídas principalmente com sprinklers de filme e gotejamento com fluxo de ar de contrafluxo, que possuem a maior capacidade de resfriamento.
Figura: Esquemas de torres de resfriamento da torre com diferentes padrões de movimento do ar e - com transversal; b - com contrafluxo cruzado; em - com contracorrente.
A experiência do uso de concreto armado em torres de resfriamento mostra que as cascas das torres são intensamente destruídas devido à saturação do concreto por dentro com umidade e repetidos congelamentos e descongelamentos sob a influência da temperatura externa do ar no inverno. As torres de revestimento de metal são construídas em áreas com um clima rigoroso de inverno. Eles são piramidais com um polígono ou base quadrada.
A estrutura de madeira é utilizada em torres de resfriamento de pequena área.
a forma da superfície que descreve o tubo no espaço tridimensional é chamada de hiperbolóide parabólico - uma superfície de segunda ordem! A água é descarregada no foco da figura e a eficácia desta forma é calculada matematicamente - ou seja, o caso único em que havia primeiro uma teoria matemática e depois prática
A fórmula é elementar:
Bem, aqui está como tudo parece lá dentro:
