Spraydamm
En spraydamm är en reservoar i vilken uppvärmt vatten (t.ex. från ett kraftverk ) kyls innan återanvändning genom att det varma vattnet med munstycken sprutas ut i den kallare luften . Kylning sker genom utbyte av värme med den omgivande luften, vilket involverar både ledande värmeöverföring mellan vattendropparna och den omgivande luften och evaporativ kylning (som ger den överlägset största delen, typiskt 85 till 90 %, av den totala kylningen). Det primära syftet med design av spraydamm är således att säkerställa en adekvat grad av kontakt mellan det heta insprutningsvattnet och den omgivande luften, för att underlätta värmeöverföringsprocessen.
Spraydammen är föregångaren till det naturliga dragkyltornet, som är mycket effektivare och tar mindre plats men har en mycket högre byggkostnad. En spraydamm kräver mellan 25 och 50 gånger ytan av ett kyltorn. Vissa sprutdammar är dock fortfarande i bruk idag.
Spraymunstycken
Höjden på varje sprutmunstycke över dammens yta bör vara mellan 1,5 m och 2,0 m. Själva sprutmunstyckena bör väljas så att de ger önskad sprutmönsterdiameter vid dammytan, samtidigt som de ger en maximal spruthöjd på 2,5 m eller mer över munstycket. Detta ger en tillräcklig kontakttid mellan luft och vatten och bör kunna uppnås med ett tryck på mellan 50 och 75 kPa över munstyckena. Prestandan hos en spraydamm beror till stor del på effektiviteten hos de spraymunstycken som installeras. Helst bör de valda munstyckena ge en fin, jämnt fördelad spray i konisk form, kunna passera små partiklar av suspenderat material utan att blockeras och lätt kunna demonteras för rengöring. Typiska droppstorlekar som uppnås med spraydammmunstycken varierar mellan 3 mm och 6 mm. Samtidigt som de ger bättre kylprestanda på grund av deras ökade yta-till-volym-förhållanden, skulle genereringen av droppar av mindre storlek kräva ett överdrivet tryckfall över munstyckena och kan leda till ökade vinddriftsförluster från dammen.
Dammstorlek
Specifika sprutdammsytor tenderar att variera mellan 1,2 och 1,7 m 2 per m 3 /h vatten som ska kylas. Den bredd som väljs för en avdriftskanal runt dammens aktiva zon (som innehåller sprayerna) beror på ett antal faktorer, inklusive rådande vindstyrka, medelstorleken på spraydropparna som produceras av munstyckena och förekomsten av ev. närliggande strukturer som kan vara känsliga för imma eller vattendrivning, såsom vägar, hus etc. Drivrännans bredd mellan 3 och 4 m rekommenderas vanligtvis.
För att vara mest effektiva när det gäller värmeöverföring bör spraydammar alltid vara orienterade med sina längre sidor i rät vinkel mot den rådande vindens riktning . Dessutom bör spraydammar göras så långa och smala som möjligt ( dvs. med ett så lågt förhållande mellan bredd och längd som möjligt), för att minska den bana som den omgivande luften måste färdas över dammen.
Djupet på en spraydamm har mycket liten inverkan på dess termiska prestanda. Dock bör dammen innehålla tillräckligt med vatten för att fylla alla rännor , täta brunnar och pumpsug under anläggningsstart. Vanligtvis rekommenderas sprutdammsdjup på mellan 0,9 m och 1,5 m i litteraturen, där ett djup på 0,9 m är vanligast. Dessutom bör tillräcklig extra volym över den normala driftsnivån tillhandahållas i sprutdammen för att ta emot all vattendränering från dessa räntor, täta brunnar och pumpsug när anläggningen stoppas.
Drift- och avdunstningsförluster från sprutdammar av konventionell design varierar mellan 3 och 5 %.
Termisk prestanda
Den termiska verkningsgraden för en spraydamm kan beräknas baserat på dess inställning till luftens mättnadstemperatur ( våt bulb ): ( TH - T C ) / ( TH - T W ), där underskrifterna H och C hänvisar till temperaturerna för de varma och kalla vattenströmmarna, medan underskriften W hänvisar till luftens våta bulbtemperatur. Vanligtvis uppnår spraydammar en termisk verkningsgrad på mellan 50 % och 70 %. Ytterligare detaljer om prestandauppskattning kan hittas i ingenjörslitteraturen.
- Thermodynamics, an engineering approach, 7:e upplagan, Yunus A. Cengel och Michael A. Boles
- Injektionsvattenkylning - Spraydamm: med bild