Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saboonchi,AliAkbar AlemRajabi
احمد صابونچی (استاد راهنما) علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Parsa
علی پارسا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Investigating the effect of dominant parameters on the wet cooling tower performance using mathematical modeling.
The main idea of this project is to investigate the effects of different parameters on the performance of shower cooling towers based on a mathematical models. The shower cooling towers are sorted in the category of wet and counter current cooling towers. The main characteristics of this kind of cooling towers is the elimination of fill from the tower space and using of water flow distribution system in order to increase the contact surface between water drop and air. As a result of this mechanism the water drops could fall down freely in the cooling tower space and perform heat and mass transfer simultaneously. In our method by using mathematical tools and formulation, conservation law of heat and mass transfer and simplification assumption a new mathematical model has been derived which describe the thermal behavior of cooling tower. In this method, a dynamical model for drops which are considered as a sphere is derived that result in a deferential equation for the drop velocity firstly. Then with the simultaneously simulation of heat and mass transfer another four deferential equations is derived which declare the temperature alteration of water drop, diameter alteration of water drop, absolute air humidity and temperature of air. Finally these five coupled equations which are first order nonlinear ordinary differential equations, are solved numerically. The velocity, radious and temperature of droplet, absolute hiumidity of air, inlet air temperature, height of tower and air to water mass ratio are determined in mathematical modeling that are effective parameters in the shower cooling tower performance. The first five parameters are named cooling tower variables and the last three ones are constant. Since outlet water temperature and mass ratio have used as the design parameters, the variation of these parameters are ploted in terms of other parameters and presented in the conclusion section. For this case, the influences of air temperature, absolute humidity, droplet velocity, droplet temperature, hight of tower and air to water mass ratio on the outlet water temperature and mass ratio vaporization are investigated for several droplet radious. The evaporation cooling efficiency is presented for cooling towers and the variation of the cooling tower efficiency due to the mentioned paramerters is investigated. Key Words Cooling Tower, Mathematical Modeling, Outlet Water Temperature, Efficiency
در این پروژه هدف اصلی بررسی تأثیر پارامترهای مختلف، که عملکرد برج های خنک‌کننده دوشی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، با استفاده از مدل‌سازی ریاضی می‌باشد. برج‌های دوشی از انواع برج های خنک کننده هستند که در دسته‌ی برج‌های جریان مخالف و مرطوب قرار می‌گیرند و مشخصه‌ی اصلی این برج‌ها، حذف شدن آکنه از فضای برج و در جبران آن استفاده از یک سیستم توزیع جریان آب، به شکل قطرات آب، جهت افزایش سطح تماس بین آب و هوا می‌باشد که در نتیجه آن ذرات آب بدون برخورد با مانعی در فضای برج سقوط می‌کنند و همزمان انتقال گرما و انتقال جرم از آنها صورت می‌گیرد. روشی که برای دستیابی به هدف مذکور به کار گرفته شده مدل‌سازی ریاضی می‌باشد. در این روش با به کارگیری روابط ریاضی و ابزارهایی که این علم در اختیار قرار می‌دهد و همچنین استفاده از قوانین و معادلات حاکم بر فرآیندهای انتقال جرم و انتقال گرما و در نظر گرفتن فرضیات، روابط و یا معادلات جدیدی استخراج می شود که چگونگی روند آن پروسه را تشریح می‌کند بدین صورت که ابتدا یک مدل دینامیکی از سقوط قطرات، که به صورت کره در نظر گرفته شده‌اند ارائه شده که منجر به یک رابطه‌ی دیفرانسیلی برای تغییرات سرعت قطره می‌شود. سپس با مدل‌سازی همزمان انتقال گرما و انتقال جرم از ذرات آب، چهار رابطه ی دیفرانسیلی دیگر که تعیین‌کننده‌ی تغییرات دمای ذرات آب، تغییرات شعاع ذرات که معرف میزان تبخیر از آنهاست، تغییرات رطوبت مطلق هوا و تغییرات دمای هوا می‌باشند، بدست آورده‌ایم. این پنج معادله‌ی دیفرانسیل، که همگی مرتبه اول و غیرخطی و با هم کوپل می‌باشند با استفاده از روش‌های عددی حل شده‌اند و پارامترهایی که عملکرد برج‌های دوشی را تحت تأثیر قرار می‌دهند و عبارتند از سرعت و شعاع و دمای اولیه‌ی قطرات، دما و رطوبت مطلق اولیه‌ی هوا، ارتفاع برج و نسبت جرمی جریان هوا به جریان آب، مشخص شده اند. از این هشت مورد، پنج پارامتر اول به عنوان متغیرهای برج شناخته می‌شوند و سه مورد آخر مقادیر ثابتی به خود می‌گیرند. در نهایت با توجه به اینکه دو پارامتر دمای آب خروجی و میزان مصرف آب به عنوان پارامترهای طراحی در برج‌های خنک‌کننده شناخته می‌شوند اثر تغییر در این دو پارامتر را با تغییر در سایر پارامترها بدست آورده و در قالب نمودارهای مختلف در فصل نتایج آورده شده است. بدین‌صورت که تغییرات دمای آب خروجی و میزان آب مصرفی برج با تغییر دمای هوا، رطوبت مطلق هوا، سرعت قطره، دمای قطره، ارتفاع برج و نسبت جرمی هوا به آب برای شعاع‌های قطره مختلف بررسی شده است. در پایان، کارایی سرمایش تبخیری در برج‌های خنک‌کننده بدست آمده و تغییرات آن مورد بررسی قرار گرفته است. کلمات کلیدی: برج خنک‌کن، مدل‌سازی ریاضی، دمای آب خروجی، کارایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی