مصرف زیاد آب در برج های خنک کن تر نیروگاه های بخار از چالش های بزرگ در دنیا است. یک روش پیشنهادی جهت کاهش مصرف آب این نیروگاه ها، استفاده از برج خنک کن خشک اجباری به جای برج تر است، که تا کنون انجام نشده است. استفاده از این نوع برج های خنک کن علاوه بر کاهش راندمان نیروگاه، به شرایط جوی نیز وابسته است. یک روش برای حل این مشکل، ریزش آب بر روی برج در ساعت های اوج گرماست. در این مقاله این گونه از برج ها به صورت تحلیلی مطالعه شده و هر دو حالت خشک و تر آن بررسی شده اند. سپس برای یک نیروگاه بخار، اندازه و مشخصات برج های خنک کن خشک و تر در دمای طرح محاسبه شده اند. این نتایج با داده های تجربی و اطلاعات برج تر یک نیروگاه مقایسه شده و صحت آن مورد تایید قرار گرفته است. فقط در دماهای محیط بیشتر از دمای طرح، از ریزش آب روی لوله و پره های برج خنک کن استفاده می شود. با استفاده از داده های هواشناسی، تعداد ساعاتی که دمای هوای محیط بیشتر از دمای طرح می باشد، محاسبه شده و میزان مصرف آب به دست آمده است. محاسبات نشان می دهند که برای واحدهای320 مگاواتی نیروگاه اصفهان در دمای طرح 30درجه سلسیوس، حدود 97 درصد در مصرف سالیانه آب صرفه جویی می شود. مقدار کاهش قدرت خروجی نیروگاه به دلیل مصرف الکتریکی فن و پمپ های برج خنک کن خشک 93/3 درصد قدرت خروجی نیروگاه محاسبه شده است.

در این مقاله ابتدا با استفاده از روش های استاندارد تحلیل برج های خنک کن باز، یک کد کامپیوتری با نام MATPRES تدوین شده که توسط آن می توان به طراحی و بارگذاری این نوع از برجها پرداخت. سپس روشی جدید برای طراحی نوعی از برجهای خنک کن انباشته معرفی شده است. کد کامپیوتری MATDCT نیز برای حل مساله این نوع از برج ها ارایه شده است. در ادامه با هدف ارزیابی این دو مدل در یک برج خنک کن انباشته با معرفی تعریف ضریب انتقال جرم متوسط و ضریب انتقال حرارت همرفتی میانگین و استفاده از آن در مدل PRES امکان بررسی و ارزیابی نتیجه های حاصل از مدل های DCT و PRES در این برج در دو حالت طراحی و بارگذاری فراهم شد. همچنین در بررسی های به عمل آمده اثرات مقاومت فیلم آب در روش DCT و اختلاف آن با نتیجه های به دست آمده از ارزیابی مدل PRES مورد تجزیه و تحلیل فرار گرفته است.

این مطالعه به تحلیل گرمایی اگزرژی و بررسی پارامترهای موثر بر کارایی برج های خنک کننده با سیال عامل آب شیرین و آب شور پرداخته است. بر اساس تعریف مدل اقتصادی هزینه های ثابت و متغیر، راندمان بهینه یک برج خنک کننده نیز تعیین شده است. این بررسی با مدل سازی یک برج خنک کننده و استفاده از داده های تجربی و ارایه یک کد برنامه نویسی شده در محیط نرم افزار EES انجام پذیرفته است. با توجه به کمبود منابع آب شیرین، استفاده از آب شور دریا گزینه مناسبی به نظر می آید. به همین علت در بررسی کارایی، خروجی های گوناگونی تحت تاثیر شوری های گوناگون با غلظت هایی از دامنه 1g/kg تا 60g/kg در نظر گرفته شد و تاثیر تغییرها در غلظت شوری بر روی کارایی و پارامتر های مرتبط با اگزرژی در کنار استفاده از آب شیرین مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتیجه ها نشان می دهد این تاثیر بر روی راندمان هوایی کاهشی 3 درصدی و برای راندمان آبی افزایشی 1.5 درصدی خواهد داشت. همچنین با بررسی تاثیر رسوب بر سامانه می توان نتیجه گرفت که افزایش رسوب باعث کاهش 15 درصدی کارایی برج خنک کننده، افزایش دمای آب خروجی و افزایش حجم مورد نیاز برج می شود.

در این مقاله، اثر پارامتر متغیر نسبت­ دبی جرمی آب به هوا بر مشخصه­ های عملکردی برج خنک­ کن دریایی تبخیری جریان مخالف به صورت عددی بررسی و نتایج حل عددی با داده­ های آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید. آهنگ­ کلی انتقال گرما از بالا به پایین برج خنک­ کن برای نسبت دبی­ های کمتر از یک با افزایش حجم برج کاهش و برای نسبت­ های بزرگ­ تر از یک، افزایش می­ یابد. آهنگ انتقال گرما جابجایی قسمت اعظم انتقال گرما کلی را برای نسبت دبی­ های کمتر از یک شامل شده و با کاهش نسبت دبی، کاهش می­ یابد. مولفه انتقال گرما تبخیری با کاهش نسبت دبی، افزایش می­ یابد. با افزایش نسبت دبی، حجم مورد نیاز برای سرمایش آب افزایش می­ یابد. در آب و هوای مرطوب با افزایش نسبت دبی، حجم برج به شدت افزایش می­ یابد. دمای آب خروجی با افزایش دبی جرمی آب، افزایش و با کاهش فشار محیط، کاهش می­ یابد. ضریب اثر برج با افزایش نسبت دبی افزایش ولی آهنگ تغییر آن کاهش یافت. نسبت دمای برج با افزایش نسبت دبی یا افزایش فشار محیط، کاهش می­ یابد که با کم­ شدن این نسبت، این کاهش با سرعت بیشتری رخ می­ دهد.