Probablemente todo el mundo ha visto este tipo de estructura y usted sabe que no es una tubería y no sale humo de ella.
Pero veamos todavía el principio de funcionamiento y la estructura interna de la torre de enfriamiento.
Las torres de enfriamiento son dispositivos especiales para enfriar grandes cantidades de agua a través de un flujo de aire dirigido. También se les llama torres de enfriamiento, esto suena más comprensible.
Este es uno de los dispositivos más efectivos para enfriar agua en el reciclaje de sistemas de suministro de agua de empresas industriales. La torre alta crea la corriente de aire que es necesaria para enfriar eficazmente el agua en circulación. Las torres de escape se utilizan para crear un tiro natural debido a la diferencia en la gravedad específica del aire que ingresa a la torre de enfriamiento y el aire caliente que sale de la torre de enfriamiento. Un tanque de drenaje se encuentra debajo del rociador. El agua se suministra al dispositivo de distribución de agua a través de elevadores ubicados en el centro de la torre de enfriamiento. Gracias a la torre alta, una parte del vapor se recicla, mientras que la otra es arrastrada por el viento. Debido a esto, no se forma humedad, niebla y hielo en el área en invierno, aunque puede aparecer hielo alrededor de los dispositivos de riego.
norte
Se utilizaron torres de enfriamiento para extraer la sal por evaporación. Actualmente, estas estructuras se utilizan para un enfriamiento menor de agua caliente. "Menor" significa que después de la torre de enfriamiento el agua no se congela como en el enfriador (+7 grados). La temperatura del agua que ingresa a la torre de enfriamiento es de aproximadamente 40 a 50 grados, después de la torre de enfriamiento, de 25 a 30 grados (en el mejor de los casos).
La necesidad de enfriar agua tibia surge si así lo requiere el proceso tecnológico en producción o en el caso del agua de enfriamiento para una enfriadora con condensador de agua.
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Hay dos tipos de torres de enfriamiento: torres de enfriamiento reales y torres de enfriamiento seco ("drycooler").
Las centrales térmicas, las centrales nucleares y las empresas industriales consumen una gran cantidad de agua industrial, principalmente para refrigerar componentes y conjuntos. Naturalmente, el agua se calienta. Dado que el agua a menudo se mueve en un circuito cerrado (es decir, no se drena al río, sino que regresa para enfriar las unidades), debe enfriarse. Esto es necesario, en primer lugar, para aumentar la eficiencia de enfriamiento: cuanto más fría esté el agua, mejor enfriará el equipo.
Para el enfriamiento parcial del agua, se utilizan torres de enfriamiento.
El principio de la torre de enfriamiento es bastante simple
El proceso de enfriamiento en las torres de enfriamiento ocurre debido a la evaporación parcial del agua y al intercambio de calor con el aire. El agua de la torre de enfriamiento fluye por el aspersor y se escapa en gotas o una película delgada. En este momento, el aire fluye a lo largo del aspersor. existe tal patrón: en las torres de enfriamiento, cuando el 1% del agua se evapora, la temperatura del agua restante disminuye en 6 C. La pérdida de líquido se repone mediante una fuente externa. Además, el agua dulce, si es necesario, se procesa (filtra).
El elemento más complejo de una torre de enfriamiento es una torre de escape, cuyo diseño está determinado principalmente por el material con el que está construida.
El agua caliente ingresa a la torre de enfriamiento, donde, según el tipo y diseño de la torre de enfriamiento, se enfría a la temperatura requerida. El enfriamiento del agua se puede realizar:
- flujo inverso de aire atmosférico (torres de enfriamiento de ventiladores);
- debido a la pulverización de agua caliente mediante boquillas en un relleno especial con un área desarrollada, sobre la cual el agua se extiende en una película delgada y debido a su flujo lento, se enfría (torre, torres de enfriamiento atmosférico);
- mediante pulverización de agua en canales especiales y captación natural del aire atmosférico (torres de enfriamiento de eyección).
En cualquier caso, el agua entra en contacto con el aire, al que desprende parte de su calor y, por tanto, baja su temperatura. Habiendo adquirido la temperatura requerida, el agua regresa para enfriar los intercambiadores de calor u otros dispositivos en los que es necesario bajar la temperatura.
Tipos de torres de enfriamiento
Por tipo de sistema de riego, las torres de enfriamiento se pueden dividir en:
- película;
- goteo;
- rociar;
- seco.
Según el principio de suministro de aire atmosférico, las torres de enfriamiento se dividen en:
- ventilador, cuando el aire es suministrado por ventiladores.
Ventajas: refrigeración por agua rápida y de alta calidad
Desventajas: alto consumo de energía
- torre, cuando la corriente de aire se crea utilizando un diseño de torre especial y su altura
Ventajas: bajo consumo energético
Desventajas: enfriamiento lento por agua
- torres de refrigeración abiertas o atmosféricas que utilizan la fuerza del viento y el movimiento natural de las masas de aire a medida que se mueven a través de la torre
Ventajas: prácticamente ningún consumo energético
Desventajas: enfriamiento lento por agua, gran tamaño
- eyección, que utiliza el método de rociar agua en canales especiales con atrapamiento de aire natural
Ventajas: enfriamiento rápido del agua mediante la creación de vacío
Desventajas: alto consumo energético.
En la dirección del movimiento del agua y el aire:
- contracorriente
Ventajas: en tales torres de enfriamiento, se crea la mayor diferencia de temperatura y, en consecuencia, la transferencia de calor debido a la alta resistencia aerodinámica.
norte
Desventajas: gran arrastre de gotas, que se nota especialmente cuando hay una falta de reposición del agua de retorno y en áreas densamente pobladas;
- cruzar
Beneficios: menos deriva.
Desventajas: baja resistencia aerodinámica;
- mezclado
Se utilizan tanto contraflujo como cruzado.
Es recomendable utilizar una torre de enfriamiento de torre en grandes empresas industriales. El área de la sección transversal de la torre debe ocupar al menos el 30-40% del área del rociador. Las torres de refrigeración de mediana y pequeña capacidad pueden tener una forma muy diferente: cilíndrica, de cono truncado, o en forma de pirámide poliédrica truncada. Las torres de refrigeración se suelen fabricar en forma de carcasas hiperbólicas, que son óptimas en términos de aerodinámica interna y estabilidad.
Las torres de extracción funcionan en condiciones muy difíciles: la carcasa de las torres está expuesta al aire caliente húmedo en la torre de enfriamiento y al aire frío del exterior en invierno, se forma condensación en las superficies internas. Por tanto, la elección del material es importante.
En las torres de refrigeración, la convección del aire se realiza mediante tiro natural o viento. La altura de las torres de enfriamiento de hormigón puede ser de hasta 100 metros. En este caso, el área regada alcanzará los 3500 metros cuadrados. Básicamente, las torres de enfriamiento de torre se utilizan para enfriar grandes volúmenes de agua de centrales térmicas o nucleares.
Ventajas de las torres de enfriamiento de torre:
- rentabilidad (no se necesita electricidad);
- facilidad de uso;
- Ubicación cercana a una instalación industrial.
Desventajas:
- gran área para construcción;
- gran valor.
Los esquemas de torres de enfriamiento de torre con diferentes patrones de movimiento de aire en el rociador se muestran en la Fig. Los dispositivos de riego en todas las torres de enfriamiento anteriores son del tipo de goteo, película de goteo o película. Actualmente, las torres de enfriamiento se construyen principalmente con rociadores de película y película de goteo con flujo de aire a contracorriente, que tienen la mayor capacidad de enfriamiento.
Figura: Esquemas de torres de enfriamiento de torres con diferentes patrones de movimiento de aire y - con transversal; b - con contraflujo cruzado; en - con contracorriente.
La experiencia del uso de hormigón armado en torres de enfriamiento muestra que las cáscaras de las torres se destruyen intensamente debido a la saturación del hormigón desde el interior con humedad y repetidas heladas y descongelaciones bajo la influencia de las temperaturas del aire exterior en invierno. Las torres de revestimiento de estructura metálica se construyen en áreas con un clima invernal severo. Son piramidales con base poligonal o cuadrada.
El marco de madera se utiliza en torres de refrigeración con un área pequeña.
la forma de la superficie que describe la tubería en el espacio tridimensional se llama hiperboloide parabólico, ¡una superficie de segundo orden! El agua se descarga en el foco de la figura y la efectividad de esta forma se calcula matemáticamente, es decir, el caso único en el que primero hubo una teoría matemática y luego la práctica.
La fórmula es elemental:
Bueno, así es como se ve todo por dentro:
