Tháp giải nhiệt làm mát nước tuần hoàn nhờ bay hơi ra sao?
Khám phá mở rộng – KHTN – phần Vật lý 8
Trong tháp giải nhiệt ướt, một phần nước chuyển thành hơi và mang năng lượng ra không khí, giúp phần nước còn lại hạ nhiệt trước khi quay về hệ thống. Nước không cần đạt nhiệt độ sôi mới có thể bay hơi.
Nhiệt phải đi ra ngoài vòng tuần hoàn
Hình dung nước nhận nhiệt từ thiết bị, đi tới tháp rồi trở lại thiết bị. Nếu chỉ chạy quanh một vòng kín mà không có chỗ nhả nhiệt, nó sẽ ngày càng nóng. Tháp tạo chỗ trao đổi với môi trường bằng cách cho nước tiếp xúc với luồng không khí.
Nước được phân phối thành dòng nhỏ hoặc màng trên bề mặt trao đổi để tăng diện tích tiếp xúc. Quạt hoặc dòng khí tự nhiên tùy thiết kế đưa không khí đi qua. Một phần nhiệt cũng truyền trực tiếp giữa nước và không khí; bay hơi là cơ chế quan trọng của loại tháp đang xét.
Bay hơi lấy năng lượng ở đâu?
Để chuyển từ lỏng sang hơi, nước cần nhận năng lượng. Năng lượng ấy có thể lấy từ dòng nước và môi trường xung quanh. Vì thế, mất một phần nước dưới dạng hơi đi kèm khả năng lấy đi nhiệt, thay vì chỉ là thất thoát khối lượng vô ích.
Không khí càng gần bão hòa, khả năng tiếp nhận thêm hơi nước càng bị hạn chế. Điều này giải thích vì sao không thể nhìn riêng nhiệt độ không khí rồi kết luận tháp luôn làm việc giống nhau trong ngày khô và ngày rất ẩm.
Nước bù khác nước tuần hoàn
Phần lớn nước được đưa lại vào hệ; phần đã bay hơi cần được bù. Các chất tan không bay hơi cùng nước theo cùng tỉ lệ nên có thể tích tụ, khiến việc quản lý chất lượng nước trở thành một phần của vận hành.
Giọt nước bị gió cuốn đi là một dạng mất nước khác với phân tử nước chuyển sang pha hơi. Không nên gọi mọi lượng nước mất khỏi tháp là bay hơi.
Hiểu lầm: tháp là một tủ lạnh khổng lồ có thể làm nước lạnh tới bất kỳ nhiệt độ nào. Kết quả còn chịu giới hạn của trạng thái không khí, lưu lượng và cấu tạo thiết bị.
Ghi nhớ: vòng nước mang nhiệt tới tháp; tiếp xúc và bay hơi chuyển nhiệt ra môi trường; nước bù duy trì lượng nước trong hệ.