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An investigation into a falling film type cooling tower

1995; Elsevier BV; Volume: 18; Issue: 8 Linguagem: Inglês

10.1016/0140-7007(96)81783-x

1879-2081

Ghaleb Ibrahim, M.B.W. Nabhan, Mohammed Zohdi Anabtawi,

Heat Transfer and Boiling Studies

A model for a falling film type cooling tower has been developed to investigate the effect of tower parameters as well as the effect of liquid-side thermal resistance on the tower performance. The energy equation is used to determine the temperature distribution across the liquid film. The heat and mass transfer processes between the liquid film and air bulk are described using three ordinary differential equations. The energy equation was solved using a finite difference Crank-Nicolson scheme. The heat and mass transfer equations were solved using the Runge-Kutta method. The results obtained show that an increase in tower characteristic KaV/L under the same conditions improves the tower performance. The converse is true in the case of increased water to air mass flowrate ratio, L/G. The Lewis number, Le, shows no significant effect on the tower performance. The effect of tower parameters as well as the water inlet temperature on the liquidside Nusselt number and the tower effectiveness was also studied. The results show very insignificant changes in Nusselt number, whereas the effectiveness increases with increasing KaV/L and reduces with L/G, but very insignificant changes occur with Le. The present model is also compared with Merkel's equation. Under the same conditions and with Le equal to unity, the results of the Merkel equation shows a smaller approach than that obtained by the present model. On a élaboré un modèle de tour de refroidissement, afin d'étudier l'effet des paramètres de la tour, ainsi que celui de la résistance thermique du côté liquide sur la performance de la tour. L'équation énergétique a permis de déterminer la répartition de la température sur le film de liquide. Les processes de transfert de chaleur et de masse entre le film de liquide et la masse d'air sont décrits avec trois equations différentielles ordinaires. L'équation énergétique a été résolue grâce à un schema de Crank-Nicolson de différences finies. Les équations de transfert de chaleur ont été résolues grâce à la méthode de Runge-Kutta. Les résultats obtenus montrent qu'une augmentation de la caractéristique de tour KaV/L, sous les mêmes conditions, permet d'améliorer la performance de cette tour. C'est l'inverse qui est le cras lorsque le débit massique eau-air 1/G augmente. Le nombre de Lewis, Le, ne montre aucun effet significatif sur la performance de la tour. On a également étudié l'effet des paramètres de la tour, ainsi que la température de I'eau à l'entrée, sur le nombre de Nusselt et sur l'efficacité de la tour. Les résultats montrent des modifications trés limitées du nombre de Nusselt, alors que l'efficacité est d'autant plus importante que le KaV/L est plus grand et d'autant moins importante que le L/G est plus grand; toutefois, l'évolution du Le est très insignifiante. On a également comparé le présent modéle avec l'équation de Merkel. Sans les memes conditions, avec Le égal à l'unité, les résultats de l'équation de Merkel montrent une approahe plus rMuite que celle obtenue par le présent modele.