Tout le monde a probablement vu ce genre de structure et vous savez que ce n'est pas du tout une pipe et qu'aucune fumée n'en sort.
Mais regardons toujours le principe de fonctionnement et la structure interne de la tour de refroidissement.
Les tours de refroidissement sont des dispositifs spéciaux pour refroidir de grandes quantités d'eau grâce à un flux d'air dirigé. Ils sont également appelés tours de refroidissement - cela semble plus compréhensible.
C'est l'un des dispositifs les plus efficaces pour refroidir l'eau dans le recyclage des systèmes d'alimentation en eau des entreprises industrielles. La haute tour crée le courant d'air nécessaire pour refroidir efficacement l'eau en circulation. Les tours d'échappement sont utilisées pour créer un tirage naturel en raison de la différence de densité de l'air entrant dans la tour de refroidissement et de l'air chauffé quittant la tour de refroidissement. Un réservoir de drainage est situé sous l'arroseur. L'eau est fournie au dispositif de distribution d'eau par des colonnes montantes situées au centre de la tour de refroidissement. Grâce à la haute tour, une partie de la vapeur est recyclée, tandis que l'autre est emportée par le vent. Pour cette raison, l'humidité, le brouillard et le givrage ne se forment pas dans la zone en hiver, bien que de la glace puisse apparaître autour des dispositifs d'irrigation.
Des tours de refroidissement ont été utilisées pour extraire le sel par évaporation. Actuellement, ces structures sont utilisées pour le refroidissement mineur de l'eau chaude. «Mineure» signifie qu'après la tour de refroidissement, l'eau ne devient pas glacée comme dans le refroidisseur (+7 degrés). La température de l'eau entrant dans la tour de refroidissement est d'environ 40 à 50 degrés, après la tour de refroidissement - 25 à 30 degrés (au mieux).
Le besoin de refroidir de l'eau chaude apparaît si cela est requis par le processus technologique de production ou dans le cas de l'eau de refroidissement pour un refroidisseur avec un condenseur à eau.
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Il existe deux types de tours de refroidissement: les tours de refroidissement réelles et les tours de refroidissement à sec («drycooler»).
Les centrales thermiques, les centrales nucléaires, les entreprises industrielles consomment énormément d'eau industrielle, principalement pour le refroidissement des composants et des assemblages. Naturellement, l'eau se réchauffe. Étant donné que l'eau se déplace souvent en boucle fermée (c'est-à-dire qu'elle ne s'écoule pas dans la rivière, mais qu'elle retourne refroidir les unités), elle doit être refroidie. Ceci est tout d'abord nécessaire pour augmenter l'efficacité du refroidissement - plus l'eau est froide, mieux elle refroidira l'équipement.
Aux fins du refroidissement partiel de l'eau, des tours de refroidissement sont utilisées.
Le principe de la tour de refroidissement est assez simple
Le processus de refroidissement dans les tours de refroidissement se produit en raison de l'évaporation partielle de l'eau et de l'échange de chaleur avec l'air. L'eau de la tour de refroidissement s'écoule dans l'arroseur et s'échappe en gouttes ou en un film mince. À ce moment, l'air circule le long de l'arroseur. il existe un tel schéma: dans les tours de refroidissement, lorsque 1% de l'eau s'évapore, la température de l'eau restante diminue de 6 C. La perte de liquide est reconstituée par une source externe. De plus, de l'eau douce, si nécessaire, est traitée (filtrée).
L'élément le plus complexe d'une tour de refroidissement est une tour d'échappement, dont la conception est principalement déterminée par le matériau à partir duquel elle est construite.
L'eau chaude pénètre dans la tour de refroidissement, où, selon le type et la conception de la tour de refroidissement, elle est refroidie à la température requise. Le refroidissement de l'eau peut être effectué:
- flux inversé de l'air atmosphérique (tours de refroidissement par ventilateur);
- en raison de la pulvérisation d'eau chaude par des buses sur un remplisseur spécial avec une zone développée, sur laquelle l'eau se répand en un film mince et en raison de son débit lent - elle est refroidie (tour, tours de refroidissement atmosphérique);
- par pulvérisation d'eau dans des canaux spéciaux et entraînement naturel de l'air atmosphérique (tours de refroidissement à éjection).
Dans tous les cas, l'eau entre en contact avec l'air, auquel elle dégage une partie de sa chaleur et abaisse ainsi sa température. Ayant acquis la température requise, l'eau retourne pour refroidir les échangeurs de chaleur ou d'autres appareils dans lesquels il est nécessaire d'abaisser la température.
Types de tours de refroidissement
Par type de système d'irrigation, les tours de refroidissement peuvent être divisées en:
- film;
- goutte;
- vaporisateur;
- sec.
Basées sur le principe de l'alimentation en air atmosphérique, les tours de refroidissement sont divisées en:
- ventilateur, lorsque l'air est fourni par des ventilateurs.
Avantages: refroidissement par eau rapide et de haute qualité
Inconvénients: consommation d'énergie élevée
- tour, lorsque le tirant d'air est créé en utilisant une conception de tour spéciale et sa hauteur
Avantages: faible consommation d'énergie
Inconvénients: refroidissement lent à l'eau
- tours de refroidissement ouvertes ou atmosphériques qui utilisent la force du vent et le mouvement naturel des masses d'air lors de leur déplacement dans la tour
Avantages: pratiquement aucune consommation d'énergie
Inconvénients: refroidissement lent par eau, grande taille
- éjection, qui utilise la méthode de pulvérisation d'eau dans des canaux spéciaux avec piégeage naturel de l'air
Avantages: refroidissement rapide de l'eau en créant un vide
Inconvénients: consommation d'énergie élevée.
Dans le sens du mouvement de l'eau et de l'air:
- contre-courant
Avantages: dans de telles tours de refroidissement, la plus grande différence de température est créée et, par conséquent, un transfert de chaleur dû à une résistance aérodynamique élevée.
Inconvénients: entraînement de grosses gouttelettes, particulièrement perceptible en cas de manque de remplacement de l'eau de retour et dans les zones densément peuplées;
- traverser
Avantages: moins de dérive.
Inconvénients: faible résistance aérodynamique;
- mixte
Le contre-courant et le contre-courant sont utilisés.
Il est conseillé d'utiliser une tour de refroidissement dans les grandes entreprises industrielles. La section transversale de la tour doit occuper au moins 30 à 40% de la surface de l'arroseur. Les tours de refroidissement de moyenne et petite capacité peuvent avoir une forme très différente: cylindrique, tronc de cône ou en forme de pyramide polyédrique tronquée. Les tours de refroidissement sont généralement réalisées sous la forme de coques hyperboliques, optimales en termes d'aérodynamique interne et de stabilité.
Les tours d'échappement fonctionnent dans des conditions très difficiles: la coque des tours est exposée à l'air chaud humide dans la tour de refroidissement et à l'air froid à l'extérieur en hiver, de la condensation se forme sur les surfaces internes. Ainsi, le choix du matériau est important.
Dans les tours de refroidissement, la convection de l'air se fait par tirage naturel ou vent. La hauteur des tours de refroidissement en béton peut aller jusqu'à 100 mètres. Dans ce cas, la surface irriguée atteindra 3500 m². Fondamentalement, les tours de refroidissement des tours sont utilisées pour refroidir de grands volumes d'eau provenant de centrales thermiques ou de centrales nucléaires.
Avantages des tours de refroidissement de tour:
- rentabilité (pas d'électricité nécessaire);
- facilité d'utilisation;
- emplacement à proximité d'une installation industrielle.
Moins:
- grande surface pour la construction;
- grande valeur.
Les schémas des tours de refroidissement de tour avec différents modèles de mouvement d'air dans l'arroseur sont illustrés à la Fig. Les dispositifs d'irrigation dans toutes les tours de refroidissement ci-dessus sont du type goutte à goutte, goutte à goutte ou film. Actuellement, les tours de refroidissement sont principalement construites avec des sprinkleurs à film et à film goutte à goutte à flux d'air à contre-courant, qui ont la plus grande capacité de refroidissement.
Figure: Schémas de tours de refroidissement de tour avec différents modèles de mouvement de l'air et - avec transverse; b - avec contre-courant croisé; dans - à contre-courant.
L'expérience de l'utilisation du béton armé dans les tours de refroidissement montre que les coques des tours sont intensément détruites en raison de la saturation du béton de l'intérieur par l'humidité et des gel et dégel répétés sous l'influence des températures de l'air extérieur en hiver. Les tours de revêtement à ossature métallique sont construites dans des zones au climat hivernal rigoureux. Ils sont pyramidaux avec un polygone ou une base carrée.
La charpente en bois est utilisée dans les tours de refroidissement de petite superficie.
la forme de la surface qui décrit le tuyau dans un espace tridimensionnel est appelée hyperboloïde parabolique - une surface du second ordre! L'eau est rejetée au centre de la figure et l'efficacité de cette forme est calculée mathématiquement - c'est-à-dire le cas tout à fait unique où il y avait d'abord une théorie mathématique, puis la pratique
La formule est élémentaire:
Eh bien, voici à quoi ressemble tout à l'intérieur:
