Tesisat Dergisi 285. Sayı (Eylül 2019)

84 Tesisat / Eylül 2019 tesisat.com.tr Bu denklemde bilinmeyen ve bulunması gereken para- metre, soğutulacak suyun, ısı değiştiricisinden çıkış sıcaklığı olmaktadır. Çıkış suyu sıcaklığı T po , sistemin sürekli rejime gelmesi durumuna kadar pek çok parametreye bağlıdır. Hava debisi, sprey suyu debisi, proses suyu debisi, yaş ter- mometre sıcaklığı ve ısı değiştirici geometrisi hesaba katı- larak çıkış suyu sıcaklığı tahmin edilmektedir. Hesaba katı- lan değerlerde herhangi bir yanlışlık, çıkış suyu sıcaklığının yanlış hesaplanmasına neden olarak yanlış kapasitelerin elde edilmesi sonucunu ortaya çıkaracaktır. Soğutma kulelerinin kullanılacakları proseslere uygun olarak tasarlanması bu bağlamda önemli bir yer tutar. Endüstriyel uygulamalarda yanlış hesaplanmış kapasite, soğutulması gereken makine ve teçhizatın çalışmasını olumsuz yönde etkileyecek veya hasara sebep olabilecektir. Şekil 1.’de kapalı çevrim bir su soğutma kulesinin şematik görünümü verilmiştir. Kule, temel olarak, havuz kısmı, ısı değiştirici bölümü, su dağıtım sistemi ve fan bölümü olmak üzere 4 bölümden oluşmaktadır. Havuz kısmında ısı değiş- tirici üzerine spreylenen sirkülasyon suyu bulunmaktadır. Buradaki su, bir pompa vasıtası ile hareketlendirilmekte ve dağıtım sistemine yollanmaktadır. Dağıtım sisteminde bulunan nozullar vasıtası ile su, ısı değiştiricisi üzerine, ısla- tılmamış ölü bölge kalmayacak şekilde dağıtılmaktadır. Isı değiştiricisinde ise soğutulacak proses suyu dolaşmaktadır. Kulenin üst kısmında bulunan bir fan ise kulenin alt kısmında bulunan emiş panjurlarından dış ortam havasını çekerek sprey suyu ile karşıt akış oluşturur ve ısı değiştirici içerisinde dolaşan proses suyunun soğutulması sağlanır. 3. KAPALI ÇEVRİM SU SOĞUTMA KULESİ MATEMATİKSEL HESAPLAMALARI Kapalı çevrim bir su soğutma kulesinden elde edeceği- miz soğutma kapasitesini ve ısı değiştiricisinden suyun çıkış sıcaklığını bulmak için, yaş termometre değeri ve kulenin tasarımsal parametreleri bilinmesi gerekmektedir. Bu para- metreler bilindikten sonra, ısı ve kütle transferi mekanizma- larının işleyişindeki denklem bütünlüğünü oluşturabilmek amacı ile korunum denklemleri çıkarılmalı ve kabuller ile birlikte çözümlenmelidir. 3.1. Kabuller Soğutma kulesinin hesaplarında ve korunum denklem- lerinin elde edilmesinde bazı kabuller yapılmıştır. Bunlar; • Sistem tam rejime ulaşmıştır • Radyasyonla oluşan ısı transferi ihmal edilmiştir • Sprey suyu, boru demetini tam olarak ıslatmaktadır • Isı değiştirici üzerinde akan su filmi sıcaklığı sabittir • Sprey suyundaki pompa nedeniyle oluşan sıcaklık artışı ihmal edilecektir • Hava-su temas alanı tüp demetinin dış yüzeyi ile yaklaşık aynıdır, diğer bir deyişle tüpler üzerindeki su filmi incedir • Lewis Faktörü 1 olarak alınmıştır. Olmaktadır. Bu kabuller sonucu kütle ve enerji korunum denklemleri çözümlenmektedir. [1] 3.2. Enerji Dengesi Boru demeti içerisinde dolaşan soğutulacak olan proses suyundan sprey suyuna, sıcaklık farkından dolayı ısı transferi olmaktadır. Şekil 2.’de buharlaşmalı soğutmanın gerçekleştiği kontrol hacminde hava sprey suyu ve proses suyu dengesi gösterilmiştir. [1] MAKALE Şekil 1. Kapalı çevrim bir su soğutma kulesinin şematik görünümü. Şekil 2. Buharlaşmalı soğutma kontrol hacmi.