نازل برج خنک کننده با ایجاد یک جریان تلاطمی سبب پاشیده شدن جریان آب برج میشود و از این رو به این دوش پاشش آب گاهی اوقات افشانک (اسپری کننده) نیز می‌گویند. به عبارتی ساده‌تر مرکز اصلی سیستم پاشش و توزیع آب در برج خنک کننده، نازل(Nozzle) نامیده میشود. نازلها می توانندهم در یک سیستم پاشش آب ثابت (Constant Water Distribution) تحت عنوان افشانک(Spray Nozzle) به کاربرده شود و یا در یک سیستم پاشش آب چرخشی یا دوار (Rotary Water Distribution) مورد استفاده قرار گیرد که در آن صورت تحت عنوان آب پخش کن (Sprinkler) نامگذاری می‌گردند.
نازل = مرکز و قلب سیستم پاشش و توزیع جریان آب داغ در کولینگ‌تاور
نازل برج خنک کننده چگونه عمل می‌کند؟
شیپوره در دانش سیالات با افزایش سرعت و فشار ، سبب پاشیده شدن و پخش شدن جریان آب گرم ورودی برج بر روی سطوح خنک کننده میشود. نسبت تغییر سرعت و فشار در خروجی و ورودی جریان سیال وابسته به نسبت سطح مقطع ورودی به خروجی تغییر می‌نماید. طبق رابطه برنولی در سیالات با کاهش سطح مقطع خروجی ، فشار و در نتیجه سرعت خطی جریان آب نیز افزایش می‌یابد. افزایش سرعت خطی جریان خروجی قطرات آب از باعث افزایش انرژی جنبشی جریان آب و در نتیجه پاشش و توزیع جریان آب بر روی سطوح تبادل حرارت خواهد شد.
نازل برج خنک کننده چیست؟
وظیفه افشانک در کولینگ‌تاور توزیع جریان آب گرم تحت شعاع معین بر روی پکینگ‌مدیا میباشد. پس از پاشیدن آب این سیال در تماس با هوای القایی ایجادشده فن برج خنک کننده قرار می‌گیرد. توزیع آب در دوش‌ها توسط یک مکانیزم خاص و با استفاده از ایجاد تلاطم در جریان آب صورت می‌پذیرد. در بسیاری از انواع نازل برج خنک کننده این تلاطم توسط قطعات پروانه‌ای شکل (روتور)صورت می‌پذیرد. کاهش سطح مقطع و ایجاد تلاطم در جریان آب سبب از هم گسیختگی جریان آب و در اصطلاح اسپری شدن قطرات خروجی میشود. به همین دلیل به این مدل مهپاش‌ها ، نازل اسپری برج خنک‌کننده (Spray Nozzle) نیز گفته میشود.
آب گرم و داغ توسط فلنچ‌های ورودی به بخش سیستم توزیع آب هدایت می‌گردد. سیستم تقسیم کننده آب ثابت شامل نازل، بست کمربندی ، واشرهای اورینگ ، درپوش ، کرپی و لوله‌های انشعابی میباشد. توزیع کننده آب وابسته به نوع کولینگ تاور (مکعبی یا مخروطی) می‌تواند از نوع مربع پاش یا دایره پاش طراحی گردد. همچنین به منظور عملکرد صحیح افشانک باید دقت نمود که فشار ورودی جریان آب به کولینگ‌تاور در بازه استاندارد خود قرار داشته باشد. در شکل زیر نحوه انشعاب گذاری سیستم توزیع آب به وسیله نازل مربع پاش برج خنک کننده را مشاهده می‌نمایید.
تاریخچه نازل برج خنک کننده
افشانک کولینگ تاور در گذر زمان از نظر طراحی، سایز و جنس تولیدی دچار تغییر و تحولات بسیاری بوده است. اولین نسل از این تجهیزات پاششی با یک مکانیزم ساده سطح مقطعی وظیفه توزیع جریان آب را برعهده داشت. این مدل امروزه تحت عنوان اوریفیس یا پلکانی مورد کاربرد قرار می‌گیرد. عملاً ایجاد تلاطم در مکانیزم داخلی شیپوره به منظور توزیع گسترده آب در خروجی در این نسل از نازل برج خنک کننده دیده نمی‌شود. اولین نمونه‌های این مدل تحت عنوان افشانک مانند دوش حمام با شعاع پاشش کم و فشار زیاد وظیفه توزیع آب در کولینگ تاور بتنی و چوبی را برعهده داشت.
نازلهای پرفشار برج خنک کن به دلیل عملکرد ضعیف جای خود را به مدلهای کم فشار و با شعاع پاشش زیاد دادند. اولین نمونه‌های این تجهیزات عموماً از متریال‌های فلزی همانند چدن و برنج تولید و عرضه می‌گردید. با مرور زمان و با پیشرفت صنعت پتروشیمی و تزریق پلاستیک شرکت دما گستر ، نازل برج‌خنک‌کننده را از متریال پلیمری تولید و عرضه گردانید. مزیت اصلی و مهم افشانک‌های پلیمری یا پلاستیکی نسبت به انواع فلزی در سبک بودن، عدم واکنش‌پذیری با آب و رسوب‌پذیری کمتر بود. در واقع سیستم های توزیع آب پلیمری آخرین نسل از دوشهای پاشش آب در کولینگ‌تاور میباشد. متریال این نوع از نازلهای برج خنک کننده قالباً از متریال PP یا ABS میباشد.
نحوه عملکرد نازل برج خنک کننده
جریان آب گرم ورودی به کولینگ تاور از قسمت فلنچ ورودی وارد سیستم توزیع و پاشش آب می‌گردد. این قسمت شامل لوله‌هایی است که آب گرم را در قسمت‌های مختلف پاشش می‌نماید. نازل برج خنک‌کننده در قسمت‌های مختلف لوله‌های انشعابی قرار گرفته و در فواصل معین نصب می‌گردد. جریان آب ورودی از خروج تعداد معینی نازل شروع به پاشش بر روی سطوح خنک کننده یا پکینگ مدیا (Packing Media) می‌نماید. این پاشش آب در شعاع معینی توسط تعداد معینی نازل سبب پوشش کامل سطح پکینگها و در نتیجه سرد شدن آب در برج میشود.
بهترین عملکرد نازل برج خنک کننده در زمانی صورت می پذیرد که سطوح پوشالی یا پدهای سلولزی به طور کامل تحت پوشش کامل جریان آب قرار گیرد. به فرآیند خیس شدن کامل پکینگها در کولینگ تاور همپوشانی نیز گفته میشود. به هر میزان افشانک عملکرد و پاشش بهتری داشته باشد همپوشانی بهتر صورت می‌پذیرد. عملکرد صحیح سیستم توزیع آب موجب می شود که در عمل فضای خالی کمتری (Void Space) دیده شود. راندمان افشانک برج خنک کننده در اصل نسبت اختلاف فشار (خروجی - ورودی) به فشار ورودی دوش‌ها قلمداد میشود . به هر میزان که راندمان پاششی افزایش یابد، پاشش جریان آب در خروجی این مدل دوشهای صنعتی بهینه‌تر خواهد بود.