شرح مبسط عن نظرية عمل ابرج التبريد

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
نظرية عمل وتصميم أبراج التبريد وما الفائدة التي تكمن وراء هذا التصميم

نلاحظ في هذه الصورة أن جسم البرج يضيق قبل فتحة الخروج ثم يتسع من جديد ولكن ما السبب العلمي لهذا التصميم ؟
السبب هو أننا نريد زيادة سرعة البخار عند منطقة الخنق Throat بما أن المساحة المقطعية في هذه المنطقة قلت نستطيع زيادة السرعة ونستطيع رؤية ذلك من خلال المعادلة التالية :
المساحة = معدل التدفق / السرعة
بعد منطقة الخنق تتسع الحلقة لنقلل من سرعة خروج البخار خارج البرج
وهذا الشكل هو ما يسمى ب Converging diverging passage ومن فوائده أيضا أننا نقلل من عملية Exit losses فكلما نقصت سرعة خروج البخار كلما استطعنا تقليل الفقد في طاقة البخار
أما عن شكل تصميم البرج من الداخل فتمعن في هذه الصورة

نلاحظ أن الهواء الجاف يدخل الى البرج من الأسفل ويرتفع ليتلاقى مع قطرات الماء التي تبخ spray عبر الفتحات وهذا الماء يأتي من المكثف أو على حسب التطبيق في الدائرة ، يحصل الالتقاء بين الهواء وقطرات الماء في المنطقة المتوسطة التي تتكون من مواد خاصة تستطيع احتمال درجة الحرارة والرطوبة والبخار الناشئ من عملية الالتقاء وهذه المنطقة تسمى ب Fill Packing وتسمى المواد في هذه المنطقة ب Packing material
وفي نهاية البرج توجد مروحة Fan لدفع البخار خارج منطقة البرج .
يمكن استخدام أبراج التبريد في عمليات التحلية Desalination plant أو في محطات توليد القوى Power plants ويكون فيها برج التبريد متصل بالمكثف Condenser ومن العوامل المهمة المؤثرة في كفاءة هذه الأبراج ما يلي :
1- كمية الوقت الذي يلتقي فيه الهواء مع رشات الماء contact time
2- كمية الحرارة المنتقلة Amount of heat transfer
3- كمية الرطوبة Amount of moisture
4- نسبة وزن الماء الى الهواء water to air weight ratio