نازل برج خنک کننده (spray nozzle) مرکز پاشیدن و پخش کردن جریان آب داغ در یک برج خنک کن مکعبی میباشد که به این دوش ها {افشانک کولینگ تاور} هم می‌گویند. نازلها با ایجاد یک جریان تلاطمی در کولینگ تاور سبب پاشیده شدن آب گرم می گردند و از این رو به آنها دوش پاشش برج خنک کن نیز گفته می‌شود. البته گاهاً به نازلهای پاششی در سیستم های مدور یا تحت فشار آب پخش کن کولینگ تاور نیز گفته می شود که قالباً در سیستم توزیع آب برجهای گرد (مخروطی) بکار می آیند.
نازل برج خنک کننده چگونه عمل میکند؟
در سیالات به دستگاهی که با کاهش سطح مقطع خروجی سیال سبب افزایش فشار در جریان خروجی می شود شیپوره گفته می شود. شیپوره یا نازل در دانش سیالات با افزایش سرعت و فشار ، سبب پاشیده شدن و پخش شدن جریان آب گرم ورودی برج خنک کننده بر روی سطوح پکینگ می‌شود. نسبت تغییر سرعت و فشار در خروجی و ورودی جریان سیال وابسته به نسبت سطح مقطع ورودی به خروجی تغییر می‌نماید.
نکته کلیدی: هر یک از انواع نازل وابسته به نوعیت طراحی و تغییر سطح مقطع شرایط مختلفی را برای توزیع سیال فراهم می کنند.
وظیفه اصلی نازل برج خنک کننده چیست؟
وظیفه افشانک در کولینگ‌تاور توزیع جریان آب گرم تحت شعاع معین بر روی پکینگ‌مدیا میباشد. پس از پاشیدن آب این سیال در تماس با هوای القایی ایجادشده فن برج خنک کننده قرار می‌گیرد. توزیع آب در دوش‌ها توسط یک مکانیزم خاص و با استفاده از ایجاد تلاطم در جریان آب صورت می‌پذیرد.
در بسیاری از انواع نازل برج خنک کننده این تلاطم توسط قطعات پروانه‌ای شکل (روتور)صورت می‌پذیرد. کاهش سطح مقطع و ایجاد تلاطم در جریان آب سبب از هم گسیختگی جریان آب و در اصطلاح اسپری شدن قطرات خروجی می‌شود. به همین دلیل به این مدل مهپاش‌ها ، نازل اسپری برج خنک‌کننده (spray nozzle) نیز گفته می‌شود.
آب گرم و داغ توسط فلنچ‌های ورودی به بخش سیستم توزیع آب هدایت می‌گردد. سیستم تقسیم کننده آب ثابت شامل نازل، بست کمربندی ، واشرهای اورینگ ، درپوش ، کرپی و لوله‌های انشعابی میباشد. توزیع کننده آب وابسته به نوع کولینگ تاور (مکعبی یا مخروطی) می‌تواند از نوع مربع پاش یا دایره پاش طراحی گردد.
نحوه عملکرد نازل برج خنک کننده
جریان آب گرم ورودی به کولینگ تاور از قسمت فلنچ ورودی وارد سیستم توزیع و پاشش آب می‌گردد. این قسمت شامل لوله‌هایی است که آب گرم را در قسمت‌های مختلف پاشش می‌نماید. نازل برج خنک‌کننده در قسمت‌های مختلف لوله‌های انشعابی قرار گرفته و در فواصل معین نصب می‌گردد. جریان آب ورودی از خروج تعداد معینی نازل شروع به پاشش بر روی سطوح خنک کننده یا پکینگ مدیا (packing media) می‌نماید. این پاشش آب در شعاع معینی توسط تعداد معینی نازل سبب پوشش کامل سطح پکینگها و در نتیجه سرد شدن آب در برج می‌شود.
بهترین عملکرد نازل برج خنک کننده در زمانی صورت می پذیرد که سطوح پوشالی یا پدهای سلولزی به طور کامل تحت پوشش کامل جریان آب قرار گیرد. به فرآیند خیس شدن کامل پکینگها در کولینگ تاور همپوشانی نیز گفته می‌شود. به هر میزان افشانک عملکرد و پاشش بهتری داشته باشد همپوشانی بهتر صورت می‌پذیرد. عملکرد صحیح سیستم توزیع آب موجب می شود که در عمل فضای خالی کمتری (Void Space) دیده شود. راندمان افشانک برج خنک کننده در اصل نسبت اختلاف فشار (خروجی – ورودی) به فشار ورودی دوش‌ها قلمداد می‌شود . به هر میزان که راندمان پاششی افزایش یابد، پاشش جریان آب در خروجی این مدل دوشهای صنعتی بهینه‌تر خواهد بود.
چگونگی نصب نازل برج خنک کننده
به منظور نصب نازل در سیستم پاشش آب برج خنک کننده باید دقت نمود نوع سیستم پاشش آب ثابت میباشد یا چرخشی. درصورتی که سیستم پاشش آب برج خنک کننده چرخشی باشد (برج خنک کن مخروطی) از نازل چرخشی یا پروانه ای به عنوان هد آب پخش کن یا اسپرینکلر استفاده می شود.
در صورتی که سیستم پاشش آب در کولینگ تاور از نوع ثابت باشد از یک سری بست‌های کمربندی و گاهاً مغزی جهت اتصال نازل برج خنک کننده به لوله های ورودی کولینگ تاور استفاده می‌شود. به منظور آب بندی کامل افشانک به بست کمربندی و یا مغزی توصیه می‌گردد و از نوار تفلون و اورینگ (واشر پلاستیکی) نیز استفاده گردد.
مشخصات فنی انواع نازل برج خنک کننده
افشانک همانند بسیاری از اجزای داخلی برج خنک کننده فایبرگلاس دارای شاخصه های اساسی میباشد که براساس این شاخصه‌ها در دسته‌بندی‌های متفاوتی قرار می‌گیرد.
پارامترهایی که سبب تمایز در انواع افشانه پاششی می‌گردد عبارتند از:
- شعاع پاشش
- فشار کاری
- نحوه پاشش آب
- سایز ورودی
- سایز خروجی
- جنس و متریال
در جدول زیر مشخصات فنی انواع نازل برج خنک کننده مکعبی و مخروطی را مشاهده می‌نمایید.
انواع نازل برج خنک کننده
- نازل مهپاش برج خنک کننده
مهپاش عبارتی است که به افشانک یا شیپوره با شعاع پاشش کم و توزیع آب پودری نسبت داده می‌شود. مهپاش به عبارتی ساده‌تر جریان آب ورودی از کولینگ تاور را به صورت مه (mist) وارد هوا می‌نماید. وظیفه مهپاش در واقع افزایش رطوبت نسبی موجود در هوا میباشد .مهپاش قالباً در برجهای خنک کننده یا کندانسورهای تبخیری مورد کاربرد قرار می‌گیرد. مهپاش همچنین در انواع ایرواشر جهت افزایش رطوبت نسبی محیط نیز مورد کاربرد قرار می‌گیرد.
- نازل قطره پاش برج خنک کننده
مدلی از دوشهای پاششی که درصد معینی از جریان آب را به صورت قطره‌های ریز آب بر روی سطوح خنک‌کنندگی کولینگ‌تاور پاشش می‌نماید. نازل برج خنک کننده قطره پاش (cooling tower dropper nozzle) عموماً دارای شعاع پاشش بین 20 الی 60 سانتیمتر میباشد. از انواع افشانک قطره‌پاش می‌توان به نازل حلزونی، چپقی، خورشیدی و فانوسی اشاره نمود.
- نازل اسپری کننده برج خنک کن
نوعی دیگر از افشانک نیز که درصد بالایی از جریان آب را به صورت اسپری پاشش و توزیع می نماید مدل اسپری پاش(Cooling Tower Spray Nozzle) نام دارد. اسپری‌کننده‌ها عمدتاً دارای شعاع پاشش 60 الی 120 سانتیمتر میباشد. اسپری کننده ها قالباً دارای راندمان بالاتری نسبت به انواع مدل قطره پاش و مهپاش میباشد. از انواع اسپری افشانک برج خنک کن می‌توان به نوع مربع پاش(دک اسپری)، مدل 2H و مدل بالتیمور اشاره نمود.
انواع نازل برج خنک کننده به لحاظ فشار کاری
- کم فشار: فشارکاری کمتر از 1.2 بار
- تحت فشار: فشارکاری بین 1.2 بار تا 3 بار
انواع نازل برج خنک کننده به لحاظ نوع عملکرد
- افشانک پاشش آب ثابت: عمدتاً دارای یک روتور (پره) جهت ایجاد جریان گردشی در آب و توزیع آن می شوند.
- افشانک پاشش چرخشی (آب پخش کن): این مدل عموماً در برجهای خنک کن مخروطی بکار می‌روند و تحت فشار آب چرخش می‌نمایند.
انواع نازل برج خنک کننده به لحاظ نوع پاشش آب
- مربع پاش: این مدل اسپری کننده ها آب را تحت یک هندسه مکعبی بر روی پکینگها پاشش میکند.
- دایره پاش: این نوع اسپری نازلها سبب پاشش دوار قطرات آب بر روی پوشالها می گردد.
طراحی نازل برج خنک کننده
به منظور طراحی نازل در یک سیستم خنک کاری رعایت چند نکته اساسی ضروری می باشد. پارامتر اول در طراحی افشانک کولینگ تاور شعاع پاشش میباشد. به منظور رسیدن به شعاع پاشش مورد نیاز در طراحی سیستم توزیع آب رعایت دو نکته اساسی الزامی می باشد. نکته اول فشار کاری برای رسیدن به شعاع توزیع آب مورد نظر در طراحی و نکته دوم فاصله خروجی سر نازل تا سطوح خنک کننده می باشد.
با رعایت فاصله استاندارد افشانک از سطوح تبادل حرارت یا پکینگ و همچنین تامین فشار کاری لازم استاندارد، افشانکها بهترین عملکرد را خواهند داشت. پارمتر دوم در طراحی نازل کولینگ تاور اهمیت دارد نسبت تغییر سطح مقطع خروجی به ورودی است. این آیتم مهمترین تاثیر را بر نحوه پودر شدن آب داغ دارد. نسبت سطح مقطع نازل توسط نرم افزارهای مهندسی ANSYS و FLOWENT انجام می‌پذیرد.
مطالعه بیشتر مطلب در زمینه فوق در : طراحی و محاسبات برج خنک کننده
نحوه تولید نازل برج خنک کننده
- روش تزریق پلاستیک
- روش تراشکاری
در نگاهی دقیق تر باید بیان کرد در سیستم های پاشش آب ثابت افشانکها از سایز 1/2 تا سایز 3 اینچ تولید می‌شود. قالباً از متریال پلیمری PP- ABS-PVC توسط روش تزریق پلاستیک تولید می گردد. به منظور تولید دوش های ثابت ابتدا طراحی این تجهیز توسط نرم افزار سه بعدی سالیدورک صورت می‌پذیرد. طرح برنامه نویسی سه بعدی افشانک به صورت یک قالب ماشین‌کاری در می‌آید. قالب بر اساس طرح سه بعدی نازل برج خنک کننده در داخل دستگاه تزریق پلاستیک قرار داده می شود.
پس از تزریق مواد اولیه گرانول و یا پلی پروپیلن R60 ، R220 و پلی اتیلن HDPE در داخل قیف دستگاه تزریق پلاستیک و پس از فرآیندهای حرارتی داخل دستگاه تزریق پلاستیک مواد از داخل قیف به قسمت قالب اولیه تزریق شده و پس از خنک سازی قسمت قالب، نازل از قسمت قالب خارج می‌گردد. در روش دوم که بیشتر جهت تولید نازل برج خنک کننده دوار مورد استفاده قرار می‌گیرد. نقشه کامل اسپرینکلر یا آب پخش کن بعد از عملیات ریخته گری توسط تراشکار نهایی می‌گردد. روش دوم تولید نازل قالباً برای تولید آب پخش کن یا اسپرینکلر کولینگ تاور (با متریال فلزی) کاربرد دارد.
قیمت نازل برج خنک کننده
قیمت نازل وابسته به نوع، شکل ظاهری، سایز ورودی و خروجی و جنس (میزان متریال مصرفی) متغیر میباشد. همانطور که واضح است یکی از آیتم‌های اصلی تأثیرگذار در قیمت افشانک برج خنک کننده ، نوع این تجهیز میباشد . قیمت دوش های پاششی کولینگ تاور چرخشی عمدتاً از انواع سیستم ثابت بالاتر میباشد.
دلیل بالاتر بودن قیمت آب پخش کن دوار نسبت به سایر افشانک‌های برج خنک کن در جنس متریال آن میباشد. قیمت نازل چرخشی در سه حالت برنجی ، آلومینیوم و چدن بسیار متفاوت میباشد. قیمت نازلهای پلمیری بسیار پایین تر از انواع فلزی میباشد. پایین‌ترین قیمت در نازل متعلق به مدل PP و ABS در کولینگ تاور میباشد.
به هر میزان سایز افشانک افزایش یاید قیمت آن نیز وابسته به متریال مصرفی در تولید این قطعه افزایش خواهد یافت. به منظور بررسی دقیق قیمت نازل برج خنک کننده پیشنهاد می شود در ابتدا ، نوع، سایز و جنس این تجهیز را مطابق با مشخصات فنی کاتالوگ فنی انتخاب نمایید. پس از انتخاب این تجهیز با کارشناسان واحد فروش شرکت دماگستر تماس حاصل نمایید.
مطالب مشابه:
