Ang natural draft cooling tower mao ang usa ka matang sa heat exchanger nga nag-cool sa tubig pinaagi sa direkta nga kontak sa hangin. Ginagamit kini sa mga power plants, oil refineries, petrochemical plants, ug natural gas plants aron maputli ang excess heat gikan sa circulating water system. Ang natural draft cooling tower gi-depende sa principle sa convective flow aron ma-provide ang air circulation, walay kinahanglanon og fans o uban pang mechanical devices. Ang airflow gitugyan sa density difference tali sa warm ug moist air sulod sa tower ug cooler ug drier ambient air sulod sa tower.
Ang basic working principle sa natural draft cooling tower gitun-an sa sumala nga diagrama:
Ang main components sa natural draft cooling tower mao ang:
Hot water inlet: Kini ang lugar diin ang hot water gikan sa system o condenser mogpasok sa tower sa itaas. Ang hot water inlet gigilingan sa series sa nozzles nga mag-spray sa tubig sa fill material.
Fill material: Kini usa ka porous material nga naghatag og large surface area para sa heat transfer tali sa tubig ug hangin. Ang fill material mahimo nga gihimo sa wood, plastic, metal, o ceramic. Ang fill material mahimo nga ig-arrange sa uban pang pamaagi, sama sa splash bars, grids, o film packs.
Cold water basin: Kini ang lugar diin ang cooled water mog-collect sa ilalum sa tower. Ang cold water basin adunay drain valve ug pump nga mag-recirculate sa tubig balik sa system o condenser.
Air inlet: Kini ang lugar diin ang fresh air mogpasok sa tower sa base. Ang air inlet mahimo nga mobuksan o mopadara, depende sa design sa tower.
Air outlet: Kini ang lugar diin ang warm ug moist air mog-exit sa tower sa itaas. Ang air outlet mahimo nga adunay diffuser o stack aron mapataas ang airflow.
Ang proseso sa pag-cool sa tubig sa natural draft cooling tower involbe dos main mechanisms: sensible heat transfer ug latent heat transfer.
Sensible heat transfer: Kini ang panahon diin ang heat gitransfer gikan sa hot water sa cold air pinaagi sa direkta nga kontak. Isip resulta, ang temperatura sa duha ka fluids mag-usab, pero dili ilang phase. Ang sensible heat transfer gidepende sa factors sama sa temperature difference, ang flow rate, ug ang surface area sa kontak.
Latent heat transfer: Kini ang panahon diin ang heat gitransfer gikan sa hot water sa cold air pinaagi sa evaporation. Isip resulta, ang uban sa tubig mag-usab sa iyang phase gikan sa liquid sa vapor, samantalang nag-absorb og heat gikan sa iyang surroundings. Ang latent heat transfer gidepende sa factors sama sa humidity ratio, ang vapor pressure, ug ang mass transfer coefficient.
Ang combination sa sensible ug latent heat transfer nag-cool down sa tubig ug nag-heat up sa hangin. Ang cooled water mog-fall down sa cold water basin, samantalang ang heated air mog-rise up sa air outlet tungod sa buoyancy. Ang buoyancy effect nag-create og natural draft nga nag-draw in og mas daghan pa nga fresh air sa air inlet, nag-create og continuous cycle sa cooling.
Ang natural draft cooling towers mahimo mong iklassify ha duha ka tipo batasan sa ilang configuration:
Counterflow natural draft cooling towers: Ha kini nga towers, ang tubig mog-flow downward, ug ang hangin mog-flow upward sa opposite directions. Kini nag-allow og mas taas nga temperature difference ug mas taas nga cooling efficiency. Pero, kini nga towers giginahapon og mas taas ug mas daghan pa nga spray nozzles kay sa crossflow towers.
Crossflow natural draft cooling towers: Ha kini nga towers, ang tubig mog-flow downward, ug ang hangin mog-flow horizontally sa perpendicular directions. Kini nag-allow og mas baba nga height ug mas gamay nga spray nozzles kay sa counterflow towers. Pero, kini nga towers adunay mas baba nga temperature difference ug mas baba nga cooling efficiency kay sa counterflow towers.
Ang sumala nga table nag-summarize sa uban pang advantages ug disadvantages sa kada tipo:
Tipo |
Advantages |
Disadvantages |
Counterflow |
Mas taas nga temperature difference Mas taas nga cooling efficiency Mas maayo nga distribution sa tubig Mas wala prone sa freezing |
Mas taas nga height Mas taas nga cost Mas daghan nga spray nozzles Mas prone sa scaling |
| Crossflow | Mas baba nga height Mas baba nga cost Mas gamay nga spray nozzles Mas wala prone sa scaling | Mas baba nga temperature difference Mas baba nga cooling efficiency Mas dili maayo nga distribution sa tubig Mas prone sa freezing |
Ang sumala nga figure nagpakita sa difference tali sa counterflow ug crossflow natural draft cooling towers:
Ang natural draft cooling towers kasagaran preferred ha applications nga giginahapon:
Large ug constant cooling capacity ha daghang tuig
Low operational ug maintenance costs
Low noise level ug power consumption
High resistance ha wind loadings ug corrosion
Ang uban pang examples ha applications nga gigamit ang natural draft cooling towers mao ang:
Thermal power plants nga gigamit og coal, oil, gas, o nuclear fuel aron mag-generate og electricity
Oil refineries nga process crude oil ha various products sama sa gasoline, diesel, jet fuel, etc.
Petrochemical plants nga produce chemicals gikan sa petroleum o natural gas feedstocks
Natural gas plants nga process natural gas ha liquefied natural gas (LNG), compressed natural gas (CNG), o uban pang products
Ang uban pang advantages sa natural draft cooling towers mao ang:
Walay kinahanglanon og fans o uban pang mechanical devices aron induksi ang airflow, kini mosave power ug reduce noise
Adunay low operational ug maintenance costs, tungod kay adunay gamay nga moving parts ug less wear and tear
Adunay low system losses, tungod kay adunay loss ngadto sa 1% sa total water flow tungod sa evaporation
Adunay large cooling capacity, tungod kay mahimo nga handle huge amounts sa water flow
Walay recirculation sa hangin, tungod kay adunay high stack outlet nga nag-prevent sa warm air sa pag-re-enter sa tower
Ang uban pang disadvantages sa natural draft cooling towers mao ang:
Giginahapon og large initial capital investment, tungod kay expensive sa construct ug install
Giginahapon og large area, tungod kay adunay wide base ug tall height
Dili easy mog-get planning permission, tungod kay adunay negative aesthetic impact ha local area
Ang performance gidepende sa wind velocity ug direction, tungod kay makaepekto sa airflow ug heat transfer
Susceptible sa freezing problems ha cold climates, tungod kay makapudlo sa ice formation sa fill material ug cold water basin.
