Analytical calculation of wet cooling tower performance with large cooling ranges

Soğutma kulesi hesaplamaları genellikle sayısal olarak yapılmaktadır. Bu makalede, karşıt akışlı ıslak soğutma kulesi için basit bir diferansiyel denklem doymuş hava antalpisinin sıcaklığa lineer olmayan bağımlılığı göz önüne alınarak analitik olarak çözülmüştür. Bu metod soğutma kulesi etkinliğinin büyük sıcaklık farklarında analitik olarak hesaplanmasına olanak vermektedir. Analitik olarak hesaplanan değerler çok iyi bilinen logaritmik ortalama antalpi farkı (LMED) ve düzeltilmiş-LMED metodlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada analitik olarak elde edilen değerlerin bu iki metodla elde edilen değerlere göre çok daha iyi neticeler verdiği görülmüştür. Analitik olarak hesaplanan değerler ayrıca deneysel değerlerle karşılaştırılmış ve neticelerin birbirleriyle uyum içinde olduğu görülmüştür.

Yüksek sıcaklık farklarında ıslak soğutma kuleleri etkinliğinin analitik olarak hesabı

Cooling tower performance calculations are usually performed numerically. In this paper, a simple differential equation for counter flow wet cooling tower is solved analytically taking into consideration the non-linear dependency of the saturated air enthalpy on temperature. The method allows analytical calculation of cooling tower performance with large cooling ranges. The analytically obtained values are compared with the well-known logarithmic mean enthalpy method (LMED) and corrected LMED method. It is seen that analytically obtained values are much more accurate than the values obtained using these two methods. The analytical results are also compared with experimental ones and it is seen that there is a good agreement between them.

PDF

___

ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) Handbook, Fundamentals, Chapter 6 (Psychometrics), Atlanta, 2001.
Bedekar, S. V., Nithiarasu, P., Seetharamu, K. N., Experimental investigation of the performance of a counter-flow packed-bed mechanical cooling tower, Energy, 23, 943-947, 1998.
Berliner, P., Kühltürme, Grundlagen der Berechung und Konstruktion, Springer Verlag, Berlin, 1975.
El-Dessouky, H. T. A., Al-Haddad, A., Al-Juwayhel, F., A modified analysis of counter flow wet cooling towers, Journal of Heat Transfer, 119, 617-626, 1997.
Halasz, B., Application of a general non-dimensional mathematical model to cooling towers, International Journal of Thermal Sciences, 38, 75-88, 1999.
Jaber, H., Webb, R. C., Design of cooling towers by the effectiveness-NTU method, Journal of Heat Transfer, 111, 837-843, 1989.
Khan, J., Yagub, M., Zubair, S. M., Performance characteristics of counter flow wet cooling towers, Energy Conversion and Management, 44, 13, 2073- 2091, 2003.
Klopper, J. C., Kröger, D. G., A critical investigation into heat and mass transfer analysis of counterflow wet cooling towers, International Journal of Heat and Mass Transfer, 48, 765-777, 2005.
Kröger, D. G., Air Cooled Heat Exchangers and Cooling Towers, Vol. 1, Pennwell Corporation, Tulsa- Oklohama, 2004.
Merkel, F., Verdunstungskühlung, Zeitschrift Verein Deutscher Ingenieure, 70, 123-128, 1925.
Milosavljevic, N., Heikkilae, P., A comprehensive approach to cooling tower design, Applied Thermal Engineering, 21, 899-915, 2001.
Mohiuddin, A. K. M., Kant, K., Knowledge base for the systematic design of wet cooling towers. Part I: Selection and tower characteristics, International Journal of Refrigeration, 19, 43-51, 1996.