Effect of air flow, water spray and nozzle injection characteristic on direct evaporative cooling
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Su spreyi soğutma sistemi, gizli havada bulunan su damlacıklarını çevreleyen havada buharlaşırken kullanan bir soğutma mekanizmasıdır. Hava akışının algılanabilir ısısını buharlaşma yoluyla gizli ısıya dönüştürerek sıcaklığını azaltmak için doğrudan hava akımına enjekte edilen su spreyi prensibi üzerinde çalışır.Eksik buharlaşma ve homojen olmayan sıcaklık dağılımı, su spreyi soğutma sisteminin ana endişeleridir. Su damlacıklarının eksik buharlaşması, ısı eşanjöründe korozyona neden olabilir ve su tüketimi nedeniyle işletme maliyetini artırabilir. Üstelik, yerçekimsel etki nedeniyle tekdüze olmayan sıcaklık dağılımı soğutma sisteminin verimini düşürür. Su ve hava ile kalma süresi arasındaki temas yüzey alanı, sprey soğutma verimini etkileyen iki ana özelliktir. Temas yüzey alanı ve su damlacıkları ve hava arasındaki kalma süresinin arttırılması, su damlacıklarının buharlaşmasını arttırmakta ve sonuç olarak sprey soğutma sisteminin verimini arttırmaktadır. Çalışmamızda temas yüzey alanı ve oturma süresinin arttırılması ana odak noktasıdır. Bu nedenle, püskürtme soğutma verimliliğini arttırmak için, su buharlaşma hızı ve püskürtme soğutma etkinliği üzerindeki farklı parametrelerin (hava hızı, bağıl nem, damlacık hızı, nozülün açısı, damlacık ebadı dağılımı, türbülans yoğunluğu ve nozül enjeksiyon açısı) etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, giriş havası hızının, türbülans yoğunluğunun ve nozül enjeksiyon açısının, sprey soğutma performansını önemli ölçüde etkileyen üç ana parametre olduğunu göstermektedir. Evaporative cooling occurs through evaporation of water droplets in air. It works on the principle of injecting water spray directly into the air flow to reduce its temperature by a conversion of sensible heat of the air flow to latent heat of water.Incomplete evaporation and non-uniform temperature distribution are the main concerns of water spray cooling systems. Incomplete evaporation of water droplets may cause corrosion in the heat exchanger and increases operational cost due to water consumption. Moreover, non-uniform temperature distribution due to gravitational effect can decrease the efficiency of the cooling system. In this study the effect of different parameters (air velocity, relative humidity, droplet velocity, nozzle cone angle, droplet size distribution, turbulence intensity, and nozzle injection angle) on dry bulb temperature, the evaporated water fraction, and spray cooling efficiency are investigated. Contact surface area between water droplets and air and the residence time are two main characteristics which affect spray cooling efficiency. Increasing spray dispersion and residence time are main focus in our study. The results show that as D, the mean of the Rosin-Rammler distribution, is reduced from 60 to 30 m, the cooling performanceof the system is improved by more than 40%. Also, for a given values of the inletair velocity, as the inlet air velocity decrease from 3.5 m/s to 1.5 m/s, the spray coolingefficiency of the system improves by more than 29.4%. Moreover, it can be concludedthat moving toward the end of duct length where the coolant flow become more turbulent and wide enough we could reach a better water evaporation, more temperature drop for hot air flow, and consequently, higher spray cooling efficiency.
Collections