دانلود پایان نامه ارزیابی نرخ خوردگی در کولینگ تاورها

اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه ارزیابی نرخ خوردگی در کولینگ تاورها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:82

عنوان پایان نامه : ارزیابی نرخ خوردگی در کولینگ تاورها  /اختصاصی از پایان نامه فوریو/

فهرست مطالب:

عنوان                                                                        صفحه
چکیده                                                                            1
مقدمه                                                                            2   
فصل اول                                                                         3
1-برجهای خنک کننده کولینگ تاور(CoolingTowers )                      4
    بررسی برجهای خنک کننده و اجزای آن                                 6
    سیستم برج خنک کننده                                                     7                    
    قسمت های اصلی برج خنک کننده                                        9        
    انواع برج خنک کننده                                                       11
1-4-1-برج خنک کننده مرطوب                                                    11  
1-4-2-برج خنک کننده خشک                                                     12     
1-4-3- برج خنک کننده خشک – مرطوب                                       12
    انواع برجهای سرد کننده آب                                               13
فصل دوم                                                                                           19                                                  
2-1- سیستم های خنک کننده و انواع آن                                         20
2-2- عوامل مؤثر برخوردگی در آب خنک کننده                               20                                                    
2-2-1- قدرت اسیدی pH                                                         20

2-2-2- نمک های محلول     20
2-2-3- گازهای محلول    21
                                                   فهرست  
عنوان                                                                        صفحه

2-2-4- دما    22
2-2-5- سرعت جریان آب    23
2-2-6- مواد معلق    23
2-2-7- میکرو اورگانیسم ها    24
2-3- کنترل خوردگی    24
2-3-1- بازدارنده ها ی خوردگی    24
2-3-2- طبقه بندی باز دارنده‌های خوردگی    25
2-4- عوامل موثر در بازدارندگی    26
 2-4-1- ماهیت سطح فلز    26
2-4-2- ماهیت محیط    26
2-4-3- غلظت بازدارنده ها     27
2-4-4- pH سیستم    27
2-4-5- دمای سیستم    28
2-4-6- تاثیر سرعت حرکت محیط و هوادهی سیستم    29
2-4-7- جذب شیمیایی    29
2-5- کنترل خوردگی سیتمهای خنک کننده توسط بازدارنده ها    29
2-5-1-  بازدارنده های منفرد ( تک جزئی)     29
2-5-1-1- مو لیبدات ها    29
2-5-2- سیستم های چند جزئی ( مخلوطی از چند بازدارنده)    32
2-6- رسوبگذاری و روشهای مقابله با آن    34
2-7- مکانیزم های تشکیل رسوب    34
2-7-1- تبلور    34
2-7-2- فوق اشباع بودن    35
                                                   فهرست  
عنوان                                                                        صفحه

2-7-3- واکنش شیمیایی    36
2-7-4- ته نشینی     36
2-7-5- خوردگی    36
2-7-6- رشد مواد آلی     36
2-8- عوامل مؤثر بر تشکیل رسوب    36
2-8-1- فرایند انتقال حرارت    36
2-8-2- نوع سطح    37
2-8-3- سرعت جریان سیال    37
2-8-4- درجه حرارت    37
2-8-5- تاثیر عوامل دیگر    37
2-9- انواع رسوب    38
2-10- روش های پیش بینی تشکیل رسوب    39
2-10-1- اندیس اشباع لانگلیر    39
2-10-2- اندیس پایداری رایزنز    41
2-10-3- اندیس پوکوریوس    41
2-11- بازدارنده های کنترل رسوب    41
2-12- مواد پلیمری کنترل کننده رسوب     42
2-12-1- پلی فسفاتها    44
2-12-2-پلی اکریلات  ها                                                            44
2-12-3- پلی متا آکریلات ها            45
2-12-4- کوپلیمرهای انیدرید مالئیک            45
2-12-5- انیدرید پلی مالئیک            45
2-12-6- استرهای فسفات            46
2-12-7- فسفوناتها            46        
                                                   فهرست  
عنوان                                                                        صفحه

2-12-8- پلیمر های حاوی گروه فسفینو            47
2-13- پایش (مونیتورینگ) خوردگی و روشهای محاسبه خوردگی            47
2-13-1- اهمیت و ضرورت مونیتورینگ خوردگی              47
2-14- روشهای دیده‌بانی خوردگی             49
2-14-1- روشهای الکتروشیمیایی             49
2-14-2- سایر روشها             49
2-15- روشهای بررسی تأثیرات بازدارنده ها در آزمایشگاه             50
2-16- روشهای کاهش وزن( کوپن های خوردگی)             51
2-16-1- نگهدارنده های نمونه های فلزی خوردگی             55
2-16-2- مزایای روش کوپن گذاری             55
2-16-3- معایب روش کوپن گذاری             56
2-17- روش مونیتورینگ مقاومت پلاریزاسیون خطی             56
2-17-1- مزایای روش LPR             58
2-17-2- معایب روش LPR             58
فصل سوم
3-1- بخش اول تکنیکهای جربان مستقیم              60
3-1-1- خوردگی الکتروشیمیایی              60
3-1-2- تعیین سرعت خوردگی              61
 یکنواخت با روش برون یابی تافل
3-1-3- تفسیر  اثرات بازدارنده خوردگی بر پلاریزاسیون تافل           66
3-1-4- تعیین سرعت خوردگی                     69
 یکنواخت با روش مقاومت پلاریزاسیون خطی
3-2- بخش دوم: تکنیک‌های                      70
جریان متناوب (AC) (طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی)
3-2-1-  مقدمه‌ای بر طیف‌نگاری امپدانس الکتروشیمیایی  EIS            70
                                                   فهرست  
عنوان                                                                        صفحه

3-2-2- مروری بر تحلیل مدارهای AC                      70
3-2-3- منحنی نایکوئیست                      73
3-2-4- لایه دوگانه الکتریکی                      75
3-2-5- ارزیابی بازدارنده‌های خوردگی با استفاده از روش EIS                79
 نتیجه گیری                                                                             81      
 فهرست منابع و ماخذ            82    




فهرست اشکال

شکل                                                                                                               صفحه
2-1- تاثیر غلظت یون کلراید و سولفات برعملکرد انواع ممانعت کننده های خوردگی فولاد کربنی ...........................27
2-2- تاثیر دمای آب بر خوردگی فولاد کربنی و اثر بازدارندگی بازدارنده ای بر پایه پلی فسفات..................................28
2-3- گروه فسفونیک........................................................................................................................................................................32
2-4- سه نوع از گروه های عاملی..................................................................................................................................................43
2-5- پلیمرپلی آکریلات(20-50n=)...........................................................................................................................................44
2-6- ساختارمولکولی پلی متا آکریلات........................................................................................................................................45
2-7- انیدرید پلی مالئیک((polymaleic anhydride...........................................................................................................46
2-8- ساختار پلی‌مالئیک انیدرید..................................................................................................................................................46
2-9- ساختار پلی آمین پلی اتر متیلن فسفونات شامل گروه اتر...........................................................................................47
2-11- نمونه های فلزی تعیین خوردگی...................................................................................................................................52
2-12- آزمون لوپ برای خوردگی آب خنک کن ( شرکتMansanto chemical  )...............................................54
2-13- نمونه هائی از نگهدارنده های نمونه فلزی خوردگی...................................................................................................55
2-14- پروب کوریتر با الکترود های مربوطه..................................................................................................................................57
3-1- الکترود آهنی در تعادل با محلول یک مولار یون فرو با دمای 25 درجه سانتی گراد...........................................61
3-2- پتانسیل استاندارد نیم‌پیل محلول‌های آبی در 25 درجه سانتی‌گراد (سری استاندارد emf).........................................63
3-4- دیاگرام (E – log i) برای دو نیم پیل کوپل شده آهن و هیدروژن (پیل خوردگی).......................................................64
3-5- منحنی تافل (E – log inet) رسم شده توسط دستگاه پتانسیواستات.............................................................................65
3-6- منحنی تافل (log inet – E) رسم شده توسط دستگاه پتانسیواستات VoltaLab.....................................................65
3-7- مثال‌های شماتیک از تغییر موقعیت نسبی منحنی‌های پلاریزاسیون آندی و کاتدی در اثر بازدارنده.............................68
3-8- روش مقاومت پلاریزاسیون خطی (LPR).......................................................................................................................69
3-14-- تابع پتانسیل و جریان در مقاومت هم‌فاز....................................................................................................................71
3-15- تابع جریان در خازن نسبت به تابع پتانسیل º90 پیش‌فاز.........................................................................................71
3-16- مقاوت مجزا و پاسخ نایکوئیست آن...............................................................................................................................73
3-17- ترکیب سری مقاوت و خازن و پاسخ نایکوئیست آن...........................................................................................74

3-18- ترکیب موازی مقاوت و خازن و پاسخ نایکوئیست آن.........................................................................................75

3-19-- تصویر شماتیک مولکول‌های اولیه و ثانویه حلال برای یک کاتیون در آب..................................................75

3-20- تصویر شماتیک یک فصل مشترک باردار منفی و موقعیت کاتیون‌ها در سطح الکترود..............................76

3-21- تصویر شماتیک ساده شده از لایه دوگانه الکتریکی در فصل مشترک فلز/الکترولیت..................................77

3-22-- ساده‌ترین مدل مدار معادل سیستم‌های الکتروشیمیایی (مدار رندلز) و پاسخ نایکوئیست آن...............77

3-24- معکوس مقاومت پلاریزاسیون (متناسب با سرعت خوردگی) بر حسب زمان برای فولاد...........................78

2-25- منحنی‌های نایکوئیست فولاد در محلول 2 M HCl حاوی غلظت‌های مختلف بازدارنده BAMP........79

2-26- منحنی راندمان بازدارندگی برحسب غلظت بازدارنده BAMP فولاد در محلول 2 M HCl....................80




چکیده
دراکثر واحدهای صنعتی به منظور خنک کردن سیستم از دستگاه های تبادل حرارت استفاده می کنند ،واکنش خوردگی بشدت تحت تاثیر پارامترهای کیفی و کمی سیستم مانند pH و نمک ها و گازهای محلول
در آب، دما، سرعت جریان آب، مواد معلق در آب و میکروارگانیسم‌ها می باشد.
برای فلزاتی که در آب‌های طبیعی که دارای مواد جامد محلول کمی می باشند، در درجات حرارت پائین، نرخ خوردگی با افزایش غلظت نمک‌های محلول افزایش می یابد. از آن پس نرخ خوردگی ممکن است در محلول غلیظ بعلت رسوب کردن املاحی که به حد نهائی قابلیت حل خود رسیده‌اند کاهش یابد. در یک محلول رقیق، افزایش قابلیت هدایت الکتریکی باعث افزایش نرخ خوردگی می گردد. در محلول های غلیظ، عمل رسوب می‌تواند به احتمال قوی منجر به تشکیل یک لایه نازک گردد که باعث شود. در سالهای اخیر، تعداد بازدارنده های خوردگی و روش‌های عملی استفاده از بازدارنده ها بطور سریعی پیشرفت کرده است. پیشرفت‌های عملی به دست آمده ناشی از کار الکتروشیمیست‌ها بوده که واکنش‌های مواد را در فصل مشترکشان با محیط دنبال کرده و به کمک ابزاری‌های مختلف، داده های مفیدی بدست آورده اند. این پیشرفت ها امکان انتخاب دقیق‌تر مواد برای کاربرد‌های ویژه و بهترین ممانعت کننده را میسر می سازد.
سطوح صاف و تمیز غالباً به مقدار ممانعت کننده کمتری احتیاج دارند. حضور گریس روغن و یا هر نوع محصولات خوردگی بر روی سطح فلز تاثیر شدیدی بر غلظت ممانعت کننده مورد نیاز دارد. در عمل این مواد باعث عدم رسیدن ممانعت کننده‌ها به سطح فلز گشته و در این حالت مقداری از ممانعت کننده در اثر واکنش شیمیایی با مواد از بین می‌رود.
 

مقدمه
خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود. برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود. از آنجا که خوردگی پدیده ای تخریبی است، هزینه هایی در پی دارد. این هزینه‌ها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون 1/3٪ تولید ناخالص داخلی (277 میلیارد دلار در سال 1998). دراکثر واحدهای صنعتی به منظور خنک کردن سیستم از دستگاه های تبادل حرارت استفاده می شود. نیاز به خارج کردن حرارت اضافی در فرآیندهای صنعتی پدیده مشترکی است و در این بین، آب مناسب‌ترین محیط برای حذف حرارت ناخواسته می‌باشد. لذا مقادیر زیاد آب در صنایع به منظور خنک کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین سیستم‌های خنک کننده آبی در صنایع نقش ویژه ای دارند.
دراکثر کارخانجات کوچک و بزرگ یکی از مهمترین و اساسی ترین دستگاهها می توان انواع برجهای خنک کننده (کولینگ تاور )  را نام برد. برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالاتی دیگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع می شود.
با توجه به اینکه برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) معمولاً حجیم می باشند و بعلت پاشیدن آب در محیط اطراف خود و خرابی تجهیزات آن را معمولاً در انتهای فرایند نصب می کنند.
بنابراین در کولینگ تاورها نیز مانند سایر تجهیزات خوردگی وجود داشته و سالانه هزینه های زیادی را بوجود می آورد.



فصل اول:
برجهای خنک کننده (Cooling Towers )  و انواع آن


1-1 برجهای خنک کننده  کولینگ تاور (COOLING  TOWER    ):
دراکثر کارخانجات کوچک و بزرگ یکی از مهمترین و اساسی ترین دستگاهها می توان انواع برجهای خنک کننده (کولینگ تاور )  را نام برد. برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالاتی دیگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع می شود.

اگراز وسایل برجهای خنک کننده صرف نظر نشود برای ساخت برج تکنولوژی بالایی نیاز نیست همانطور که در ایران در حال حاضر ساخت این برجها در حد وسیعی صورت می گیرد. برجها با توجه به شرایط فیزیکی و شیمیایی خاص خود دچار مشکلاتی می شوند ولی معمولاٌ زمانی لازم است تا این مشکلات برج را از کار بیاندازد طولانی است.،ولی عملاٌ اجتناب ناپذیر است.

بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.
در دستگاههایی که به دلایلی مجبوریم آب را بگردش در آوریم و یا به کار ببریم باید بنحوی گرمای آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور )  این کار انجام می گیرد. در تمام کارخانه ها تعداد زیادی دستگاههای تبدیل حرارتی وجود دارد که در بیشترآنها آب عامل سرد کنندگی است.
بدلایل زیر آب معمولترین سرد کننده هاست:
1. بمقدار زیاد وارزان در دسترس می باشد.
2. به آسانی آب را می توان مورد استفاده قرار داد .
3. قدرت سرد کنندگی آب نسبت به اکثر مایعات( در حجم مساوی )بیشتر است.
4. انقباض و انبساط آب با تغییر درجه حرارت جزیی است.
هر چند که آب برای انتقال گرما بسیار مناسب است با بکار بردن آن باعث بوجود آمدن مشکلاتی نیز می شود.
آب با سختی زیاد باعث رسوب سازی در دستگاهها شده و همچنین از آنجایی که بیشتر این دستگاهها از آلیاژ آهن ساخته شده اند مشکل خوردگی بوجود می اید. از طرف دیگر بیشتر برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) در بر خورد مستقیم با هوا و نور خورشید می باشند محیط مناسبی برای رشد باکتریها و میکرو ارگانیسم ها نیز می باشد که آنها نیز مشکلاتی همراه دارند.
وارد شدن گرد و خاک بداخل برج نیز در بعضی مواقع ایجاد اشکال می نماید.در کل این مشکلات باعث می شود که بازدهی دستگاه کم شده و در نتیجه از نظر اقتصادی مخارج زیادتری خواهند داشت. در این مجموعه طبیعت این مشکلات و شرایط بوجود آمدن آنها و راههای جلوگیری از آنها را بطور مختصر شرح خواهیم داد. موارد استفاده از برجهای خنک کننده را نیز در بخش های دیگری از این مجموعه را در بر می گیرد. 

2-1 بررسی برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) و اجزاء آن:

1-2-1 برج خنک کننده ( کولینگ تاور ) :
برج خنک کن ( برج خنک کننده ، کولینگ تاور ) دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیعی در تماس آب با هوا ، عمل تبخیر را آسان نموده و در نتیجه باعث خنک شدن سریع آب می گردد.
عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد در حالی که مقدار کمی آب بخار می شود و سبب خنک شدن آب می گردد.باید توجه داشت که آب مقدار اندکی از گرمای خود را از طریق تشعشع (Radiation) ودر حدود 4/1آن را از راه هدایت (Conduction) و جابجائی (Convection) و بقیه را از راه تبخیر از دست می‌دهد.
اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوا باعث تبخیر می شود.این اختلاف بستگی به دمای آب و میزان اشباع هوا از آب دارد.

مقدار گرمای که بوسیله مایعی جذب یا دفع می شود از رابطه زیر بدست می اید :
                                                      W×S×∆T=E(1-1)                                                     
در رابطه بالا:
E:گرمای دفع یا جذب شده بر حسب BTU/hr یا CAL/hr
W:دبی مایع خنک شونده بر حسب lb/hr
S: گرمای ویژه مایع خنک کننده بر حسب lb.f/ Btu
T  :کاهش دمای مایع خنک شونده بر حسب  f

در حالیکه عمل خنک شدن از طریق تبخیر انجام می گیرد گرمای نهان تبخیر از دست داده شده باید به آن اضافه گردد و آن برابر است با حاصل ضرب گرمای نهان تبخیر در دبی .
مقدار تبخیر بستگی دارد به سطح بر خورد آب با هوا و همچنین شدت جریان هوا دارد. برای اینکه حداکثر بهره برداری که در طرح آن بکار رفته است رعایت شود در برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) که آکنده های آن از نوع splash packing می باشد آب به صورت قطره های در سطوح برج پخش می شود تا سطح وسیعی بوجود اید البته برای این منظور می توان از آکنه های نوع film packing نیز استفاده کرد.
جریان هوا در برج به صورت کشش طبیعی با استفاده از دودکش های هذلولی شکل یا کشش مکانیکی بوسیله بادبزنهای مناسب در جهت مخالف آب ( counter-flow) و یا به طور متقاطع (cross-flow) با آن به جریان می افتد .


2-2-1 سیستم برج خنک کننده (کولینگ تاور ) :

در سیستم برج خنک کننده ( کولینگ تاور ) آب گرم کندانسور از برج خنک کننده ( کولینگ تاور ) عبور می کند و با هوا تماس می یابد. در برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) با کشش طبیعی ، پوسته خارجی برج از بتن مسلح ساخته شده ودر روی پایه ها تکیه دارد . هوا از قسمت پائین وارد برج خنک کننده  ( کولینگ تاور ) می شود و به طرف بالا جریان می یابد و از دهانه بالای برج خارج می گردد.
انواع دیگری از برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) که از چوب و سایر مصالح ساخته می شود نیز وجود دارد.در برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) با کشش طبیعی هوا شکل برج طوری طراحی می شود که جریان سریع هوا در داخل برج بوجود اید.
آب گرم از کندانسور در ارتفاع 10 تا 15 متر بالاتر از سطح استخر به سیستم پخش کننده آب وارد می شود . در برجهای قدیمی تر صفحه ای که آب خروجی از کندانسور به آن ریخته می شود دارای سوراخهای منظمی در قسمت پائین است که آب از داخل این سوراخها به فنجانهای زیرین می ریزد. این فنجانها باعث پاشش آب و تبدیل آنها به قطرات کوچک می شوند. یک سیستم خیلی جدید برای پخش آب در برج خنک کننده ( کولینگ تاور ) بکار بردن لوله هایی است که در سطح بالای آن شیپوره هایی برای پاشش آب تعبیه شده است.
تبادل حرارت بین هوای بالارونده از برج و آبی که از برج سرازیر است با تغییر حرارت محسوس در اثر اختلاف درجه حرارت بین آب و هوا انجام می شود. سهم این قسمت از تبادل حرارتی خیلی کم است و قسمت عمده تبادل در اثر تبخیر مقدار کمی آب که پیوسته همراه هوا می باشد،انجام می شود. در اثر این عمل مقدار زیادی گرما از آب سرازیر شده در برج خنک کننده ( بستگی به مقدار آبی که تبخیر شده است) به هوا منتقل می گردد(Evaporating loss). ضمناً مقداری از قطرات آب بوسیله هوا بخارج از برج پراکنده می شود (Windage loss). برای جلوگیری از خروج قطرات آب یک شبکه چوب در اطراف برج و حدود 3 متر بالاتر از توده تخته ها قرار دارد . کمبود آب تبخیر شده در سیستم برج خنک کننده باید از منبع خارجی جبران شود که به آن ،آب تکمیلی یا آب جبرانی (Makeup) گویند . برای این منظور در صورت امکان از آب رودخانه استفاده کرد یا فاضلابها را تا حد امکان صاف و تصفیه کرده و استفاده نمود .
هنگامیکه از نظر فضای ساختمان برج خنک کننده محدودیتی وجود داشته باشد ظرفیت برج خنک کننده    ( کولینگ تاور ) راتا حد امکان با استفاده از بادبزنهای مخصوص و بزرگی اضافه می نمایند. این بادبزنها مقدار عبورهوای خنک کننده در داخل برج را زیاد می نماید .

 3-1 عوامل مؤثر در طراحی برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) :

عوامل مؤثر در طراحی برجهای خنک کننده (کولینگ تاور ) را بطور خلاصه می توان بصورت زیر بیان کرد :
1. میزان افت درجه حرارت (اختلاف دمای ورودی وخروجی برج)
2. اختلاف بین درجه حرارت آب سرد و درجه حرارت مرطوب هوا
3. دمای مرطوب محیط : اصولاً خنک کردن آب زیر این دما غیر ممکن است .
4. شدت جریان آب
5. شدت جریان هوا
6. نوع آکنه های برج
7. روش پخش آب
به تجربه ثابت شده است که برای هر 10 درجه فارنهایت افت دما در برج خنک کننده میزان تبخیر در حدود یک درصد کل آب در حال گردش می باشد .
چون نمک های کلرور حلالیت زیادی دارند غلظت یون کلر در آب ورودی به برج وآب در حال گردش راهنمای بسیار خوبی برای تعیین غلظت بوده و بنابراین همیشه باید آنرا بازدید و بررسی نمود .
افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق در آب در حال گردش در برج خنک کننده ایجاد اشکال می نماید که برای جلوگیری از افزایش غلظت مواد محلول و مواد معلق مقداری از آب در حال گردش را تخلیه می کنند که این آب در صنعت به زیر آب (Blow down) معروف است .
مقدار آب برج همچنین ممکن است تصادفی یا بوسیله باد تقلیل یابد . اصولاً در برجهای خنک کننده (کولینگ تاور ) مقداری آب بصورت گرد درآمده و توسط باد یا کشش از برج خارج می شود .
مقدار تخلیه لازم در یرج برای کنترل مواد محلول و معلق مجاز را می توان از رابطه بعد بدست آورد :

                                            M=(B+W)×C(2-1)                                                             

که دراین رابطه
B: مقدار زیر آب بر حسب gal/hr یا m3/hr
E: مقدار آب تبخیر شده بر حسب gal/hr یا m3/hr
C: ضریب غلطت پیشنهاد شده برای برج
W: مقدار آبی که توسط باد خارج می شود بر حسب gal/hr یا m3/hr
مقدار آبی که باد همراه خود از برج خارج می سازد در رابطه بالا منفی است ،زیرا آب مواد محلول و معلق را نیز با خود می برد . بنابراین تاثیر در غلظت و بالا بردن املاح آب ندارد .
مقدار آب لازم جهت آب کسری برج از رابطه زیر بدست آورد :
     Make Up=E+B+W(3-1)                                                    
اطلاعاتی که از طرف خریداران در اختیار فروشندگان قرار می گیرد در طرح برج اهمیت فراوانی دارد . مانند اختلاف دما ، مقدار آب در حال گردش ،مقدار زیر آب .
کمبود آب در اثر تبخیر و باد را با استفاده از رابطه های بالا بررسی می کنند .



 4-1 قسمتهای اصلی برج خنک کننده (کولینگ تاور ) :

الف) لوله ها و آکنه ها
شامل قسمتهای هستند که درجریان انتقال حرارت دخالت داشته در ضمن باعث می شود که مقدار آب گرد شده که همراه باد خارج می شود کم شده و از خروج آنها از برج جلوگیری شود.همچنین نگهدار خوبی برای قسمتهای دیگر برج می باشد . در مورد مشخصات آکنه ها در همین فصل توضیح داده خواهد شد.

ب)حوضچه
حوضچه در پائین برج قرار دارد که آب خنک کننده در آن جمع می گردد.به حوضچه یک جریان بنام آب تکمیلی یا آب جبرانی (MAKE UP) وارد می شود و یک جریان برای استفاده در دستگاههای تبادل حرارت از آن خارج می گردد .علاوه بر جمع آوری آب در حوضچه ،آب قبل از اینکه به سمت کندانسور پمپ شود صاف نیز می گردد.
حوضچه های برجهای بزرگ و مفید از بتن ساخته شده اند .عموماً این حوضچه ها طوری طراحی می شوند که برج بدون اضافه کردن آب جبرانی می تواند برای چندین ساعت کار کند .
از زهکش برای برطرف کردن لجن ته نشین شده و کنترل سطح آب در حالتی که جریان موج دار که در کف قرار دارد ترک می کند و به میان سرندی که از ورود اشغال تجمع یافته به ورودی پمپ جلوگیری می کند ،می ریزد .

پ)بادبزنها
در برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) با کشش مکانیکی باد بزنهای نصب می شوند تا جریان هوای لازم را جهت عبور از آکنه ها تولید نماید .بادبزنها در برجهای خنک کننده با کشش مکانیکی کاربرد دارند . توضیح در این مورد ضرورتی ندارد و به همین مقدار اکتفا می شود.

ت) حذف کننده ها
این وسیله از خارج شدن قطرات آب بوسیله کشش هوا از برج جلوگیری بعمل می آورد . تیغه ها معمولاًطوری نصب می شوند که با سطح افق زاویه ای در حدود 45 درجه بسازد .جنس این تیغه ها از چوب ، فلز یا پلاستیک ممکن است ساخته شده باشند .درباره کشش و حذف کننده های کشش بعداً مفصلاً توضیح داده خواهد شد .
ث) آکنه ها
دو نوع آکنه ها که در برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) ممکن است مورد استفاده قرار گیرد عبارتند از :
1. SPLASH PACKING
2. FILM PACKING

1. SPLASH PACKING :
در این نوع آکنه ها آب بر اثر برخورد با تیغه ها پخش و به صورت قطره قطره در آمده که در نتیجه ایجاد سطح وسیع می نماید .از آنجایکه قطرات آب همراه پیوسته بوده و وزن سنگین دارند این نوع دسته بندی ممکن است در اثر جریان دائمی از هم گسیخته گردد.

2. FILM PACKING :
در این نوع آکنه ها سطح وسیع از آب در اثر جریان آن در روی تیغه ها بوجود می اید . به طرق گوناگون می توان چنین سطح وسیعی ایجاد کرد.

GIRD PACKING.a
در این نوع آکنه ها از یک سری شبکه های که معمولاً از چوب بوده و روی یکدیگر قرار گرفته اند استفاده می شود .این شبکه ها طوری نصب گردیده که همراه هر شبکه با شبکه های اطراف خود زاویه 90 درجه می سازند وباین شکل در سطوح شبکه ها پخش می گردد .

RANDOM PACKING.b
این نوع آکنه ها موادی با سطح زیاد درست شده که به طور نا منظم در داخل برج قرار دارند . یکی از دلایل نا مرغوب بودن این نوع آکنه ها ایجاد مقاومت زیاد در مقابل جریان هوا می باشد . این نوع آکنه ها دارای قسمتهای حلقوی است که قطر هر حلقه با طول آن برابر است . این حلقه ها از جنس های مختلفی یوده وسطح تماس آب با هوا را زیاد می کنند.

PLATE TYPE FILM PACKING.c
این نوع آکنه ها از صفحات نازک پلاستیکی چین دار ساخنه شده اند که با زاویه کمی کمتر از 90 درجه با سطح افق نصب شده اند. چین های روی صفحات باعث بوجود امدن سطح زیاد می گردند .
آکنه ها باید طورب انتخاب شوند تا هم سطح تماس آب و هوا برای نسبتهای بالای انتقال حرارت و انتفال جرم مناسب یاشند و هم مقاومت کمتری در مقابل جریان هوا داشته باشند .آکنه ها باید محکم ، سبک و در برابر خوردگی و خراب شدن مقاوم باشد.


5-1 مشخصات و خصوصیات آکنه ها :

مشخصات و خصوصیات آکنه یک برج خنک کننده ( کولینگ تاور )  را در یک برج خنک کننده آزمایشی اندازه گیری می کنند. یک نمونه از این برج در نیروگاه برق groyden A در سال 1950 بنا شده بود و در آن زمان فکر می کردند بزرگترین نوع خود در کشور باشد . در این برج یک مقطع از آکنه با مربعی به ضلع 4 ft وعمق 8 ft را می توان زیر یک تغییر بار آب و هوا و اتلاف حرارتی برای اندازه گیری ضریب انتقال حجمی و مقاومت جریان هوا نصب و آز مایش کرد . بزرگی این برج یک مسئله اساسی است در غیر اینصورت مقدار آبی که به ظرف پائین دیواره ریزش می کند کافی است تا بر روی دقت آزمایش تاثیر بگذارد.
هر دو جریان آب وهوا توسط اوریفیس اندازه گیری می شود . جریان آب بیشتر در مقابل یک حجم اندازه گیری شده تانک ، چک خواهد شد.

6-1 انواع برج خنک کننده:

الف) برجهای خنک کننده مرطوب : TOWER WET - COOLING
برجهای خنک کننده مرطوب  ( کولینگ تاور ) حرارت تلف شده به وسیله دستگاه را به وسیله مکانیزمهای زیر به محیط می دهند:
1. بوسیله افزایش حرارت هوای اطراف
2. بوسیله تبخیر بخشی ازآب در حال گردش در سیستم
3. بوسیله افزایش دمای مخزن طبیعی آب جمع آوری سرد شده
برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) یک سیستم توزیع و پخش آب گرم دارند که آب را بصورت یکنواخت روی یک شبکه کاری مشبک از تخته های افقی نزدیک به هم می باشد که این شبکه ها آکنه نامیده می شوند . آکنه ها آب سرازیر شده از بالای برج را با هوایی که از میان آنها حرکت می کند کاملاً مخلوط کرده بطوریکه آب بصورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود می ریزد .
هوای بیرونی از طریق منافذی که بصورت میله های افقی در اطراف برج قرار دارند وارد می شوند . این میله ها بمنظور نگهداری آب در داخل خود بطرف پائین مایل هستند . در اثر اختلاط آب و هوا ، انتقال حرارت و انتقال جرم اتفاق افتاده و در نتیجه آب سرد می گردد . آب سرد شده در حوضچه بتنی که در انتهای برج قرار دارد جمع آوری شده و سپس بطرف کندانسور پمپ می شود . اکنون هوای مرطوب و گرم از بالای برج خارج می گردد .
برجهای خنک کننده مرطوب ( کولینگ تاور ) بصورت برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) با کشش طبیعی و برجهای خنک کننده ( کولینگ تاور ) با کشش مکانیکی دسته بندی می شوند .
ب)برجهای خنک کننده خشکDRY – COOLING TOWER  :
در مکانهای که آب کافی برای برج خنک کننده مرطوب ( کولینگ تاور ) وجود ندارد ، می بایست از اتلاف بر اثر تبخیر حداکثر جلوگیری بعمل آورد ، از این نوع برج استفاده می شود .در برجهای خنک کننده خشک (کولینگ تاور ) ، آب در حال گردش از میان لوله های پره دار عبور کرده بطوریکه هوای سرد از روی آنها عبور می کند .بنابراین حرارت آب در حال گردش از طریق لوله ها خارج شده و جذب هوای سرد می گردد.
برجهای خنک کننده خشک ( کولینگ تاور ) می توانند با کشش طبیعی و یا با کشش مکانیکی عمل نمایند .یک افشانک هوا که با بخار کار می کند با خارج کردن هوا و سایر گازهای غیر قابل تراکم به برقراری خلا کمک می کند . برای جلوگیری از نشت هوا به داخل دستگاه پمپ گرادیان اصلی فشار در داخل برج را مثبت نگه می دارد .ممکن است قسمتی ازکار پمپ توسط توربین هیدرولیک بازیابی گردد . این عمل پس از خروج آب از برج در مسیر آب فشانه های جتی انجام می گیرد .
فشار متراکم و درجه حرارتهایی که یک برج خنک کننده خشک  ( کولینگ تاور ) بکار می برد بطور قابل ملاحظه ای بیشتر از برج مرطوب است . برای دستیابی به فشار بیشتر ، مساحت کوچکتری برای فضای بین دو تیغه آخرین مرحله در توربین با فشار کم ضروری است . در یک برج خنک کننده خشک  ( کولینگ تاور ) با کشش طبیعی ، شناوری هوای گرم شده باعث جریان یافتن هوا در سرتاسر سطوح مولد حرارتی می گردد که برای انتقال حرارت آب داغ به جریان هوا ضروری است . همچنین می توان جریان هوا را با ایجاد کشش القائی یک بادبزن افزایش داد . کشش مکانیکی استفاده شده از یک بادبزن ابعاد برج را تقلیل داده ولی باعث اتلاف انرژی بیشتری در دستگاه می گردد .
برج خنک کننده خشک ( کولینگ تاور ) فقط باعث اضافه شدن انتالپی به هوا می گردد .
در نتیجه مشکلاتی از قبیل یخ زدگی که در برج خنک کننده مرطوب  ( کولینگ تاور ) در شرایط خاص جوی با آن مواجه است، ایجاد نمی شود .