پد سلولزی در چه صنایعی استفاده میشود؟

پد سلولزی خنک کننده به عنوان  یک جایگزین برای پد خنک کننده تبخیری است که حداکثر کارایی آن با سرعت 1.6 متر بر ثانیه برای ضخامت 150 میلی متر در پد 5090 رخ می ‌دهد. با این حال، حداقل افت فشار در ضخامت 50 میلی متر برای پد 7090 و سرعت 1.6 متر بر ثانیه رخ می‌ دهد. همچنین، برای ضخامت 50 میلی متر، در سرعت هوای 1.6 متر بر ثانیه در پد 7090، حداقل آب تبخیر شده حدود 0.06 لیتر در دقیقه می ‌باشد. از این رو کارایی به ضخامت پد بستگی دارد زیرا ضخامت بیشتر پد باعث افزایش سطح تماس می‌ شود و همچنین سرعت عبور هوا از پد هم روی کارایی پد سلولزی تأثیر می‌ گذارد. پد سلولزی، نسبت به سایر مواد خنک کننده با ضخامت 150 میلی متر با حداکثر بازده اشباع 90.37% کارآمد ترین پد خنک کننده است.

شیوه عمل پد های سلولزی

در این فرآیند آب و هوا با آرایش جریان متقاطع، کانال ‌های عمودی جریان آب و کانال ‌های افقی هوا در تماس هستند. ابتدا هوای گرم توسط پنکه از طریق یک ماده مرطوب متخلخل یا پد ها به داخل خانه کشیده می ‌شود. سپس آب گرما را جذب کرده و از محیط متخلخل مرطوب تبخیر می ‌شود. در نهایت هوا با دمای پایین تری از سیستم خارج می ‌شود. در طول فرآیند خنک ‌سازی، دمای حباب مرطوب هوا ثابت می ‌ماند و پد متخلخل به طور مداوم با پاشیدن آب روی سطوح پد‌ ها یا با چکاندن آب روی لبه بالایی پد های عمودی خیس می ‌شوند.

کارایی سیستم پد تبخیری

کارایی سیستم ‌های پد تبخیری تحت تأثیر عوامل زیادی قرار دارد از جمله مساحت سطح و ضخامت پد، نوع ماده استفاده شده در پد، اندازه سوراخ ‌ها، سرعت جریان و رطوبت نسبی هوای عبوری از پد و حجم آب مصرفی. پد های تبخیری از مواد مختلفی مانند فلز، چوب، پلاستیک و شیشه ساخته شده اند.

تولید پد تبخیری

ساخت پد‌ های تجاری که از این مواد ساخته شده، پیچیده و پرهزینه است. اخیراً تولید کنندگان پد های جدیدی از کاغذ سلولزی طراحی کرده اند که پد های سلولزی نامیده می ‌شوند. پد های سلولزی کار خنک‌سازی تبخیری را در کاربرد های مختلف از جمله بخش‌ های صنعتی و مسکونی، ساختمان خوکی، طیور، گلخانه‌ ها و همچنین انبار های ذخیره ‌سازی مفید تر و کارآمد تر می‌ کنند.

مزایا استفاده از پد سلولزی

پد های سلولزی از نظر انرژی کارآمد، مقرون به صرفه، از نظر اندازه و وزن کم و بدون آلودگی هستند. این مزایای این پد ها که با کاغذ های راه راه ساخته شده اند، باعث شده است که پد های سلولزی در طیف گسترده ای از کاربرد ها مانند بازار کشاورزی، سیستم خنک کننده هوای ورودی توربین احتراق، لوازم خانگی و در باغبانی مورد استفاده قرار گیرند. هدف این مقاله ارزیابی عملکرد حرارتی و هیدرودینامیکی پد های سلولزی است که مقرون به صرفه تر هستند و به راحتی به شکل مورد نیاز ساخته می ‌شوند.

پد های سلولزی در کجا استفاده می شوند؟

پد های سلولزی برای کشور های گرمسیری و نیمه گرمسیری طراحی شده اند و بهترین عملکرد را در فصول تابستان تضمین می کنند. پد های سلولزی ساختاری همگن و یکنواخت دارند که در سیستم خنک کننده آب را به طور یکنواخت پخش می‌ کند، بدون اینکه برخی از قسمت ‌ها را خشک و برخی دیگر را خیس کند و راندمان خنک ‌کننده را بهبود می‌ بخشد. علاوه بر این، پد های سلولزی منسجم هستند و شکسته نمی شوند، بنابراین از رشد باکتری ها جلوگیری می کنند. این پد ها، گرد و غبار و آلودگی را جذب کرده و مانع از آلودگی هوا می شوند. پد های سلولزی به طور متوسط ​​بین سه تا پنج سال دوام می آورند. پد های سلولزی را می توان به راحتی بدون تغییر شکل یا عملکرد آن‌ها شستشو داد.

پد های سلولزی چگونه ساخته می شوند؟

همان طور که در بالا اشاره شد، پد های سلولزی از لایه ‌های نازک کاغذ های راه راه ساخته می ‌شوند.

الف) وقتی لایه ‌های کاغذ پد سلولزی با طول موج 5 میلی متر روی هم قرار گرفته و زاویه 90 درجه بسازند، این پد سلولزی را پد سلولزی 5090 می‌ نامند. این پد ها برای دستگاه‌ های خنک کننده که اصطلاحاً کولر گازی نامیده می ‌شوند بسیار مناسب هستند و در منازل مسکونی، ساختمان‌های تجاری، صنعتی و عمومی به وفور از این سیستم خنک‌کننده استفاده می‌ شود.

ب) وقتی لایه‌ های کاغذ های سلولزی با طول موج 7 میلی متر روی هم قرار گرفته و زاویه 90 بسازند، این پد سلولزی را پد سلولزی 7090 می ‌نامند. از این پد سلولزی در دیوار های گلخانه ‌ها و مرغداری‌ ها استفاده می‌ شود. در نام تجاری این پد ها، دو رقم اول به میانگین فاصله بین دو لایه مجاور بر حسب میلی ‌متر و دو رقم آخر به زاویه بین دو لایه موج دار متوالی اشاره دارد.

مقایسه پد های سلولزی

برای مقایسه دو پد سلولزی 5090 و 7090 در شرایط پایدار آزمایشاتی روی این دو پد سلولزی انجام شده است. پدها با ضخامت ‌های 50، 100، 150 میلی ‌متر و مساحت 0.35 * 0.35 متر مربع در آزمایش‌ ها استفاده شده است. پارامتر های متغیر در این آزمایشات عبارتند از: تغییر رطوبت، افت فشار، مقدار آب تبخیر شده و بازده.

همانطور که انتظار می‌ رود، با افزایش سرعت هوای ورودی در هر دو نوع پد سلولزی، افت فشار افزایش می‌ یابد. دلیل آن این است که افزایش سرعت هوای ورودی باعث توزیع بیشتر میدان جریان در ورودی پد ها و همچنین مقاومت بیشتر هوا بین کاغذ های موجدار می‌ شود. همچنین مشاهده می ‌شود که با افزایش ضخامت، افت فشار روی پد ها افزایش می ‌یابد. این امر به دلیل مقاومت بیشتر جریان هوا در سراسر پد است.

در ضخامت و سرعت ورودی یکسان، افت فشار در پد سلولزی 5090 از پد سلولزی 7090 بیشتر است، زیرا کوچک تر بودن سوراخ سوزنی در یک ناحیه واحد برای پد 5090 نسبت به پد 7090 باعث افزایش سطح تماس و در نتیجه اصطکاک بیشتر در پد 5090 نسبت به پد 7090 می ‌شود.در هر دو نوع پد سلولزی (5090 و 7090) با افزایش ضخامت، تغییرات رطوبت افزایش می ‌یابد. افزایش تغییرات رطوبت با افزایش ضخامت، به دلیل افزایش تماس بین مناطق مرطوب و جریان هوا است.

تاثیر ضخامت پد سلولزی در تبخیر آب

با کاهش ضخامت پد های سلولزی مقدار آب تبخیر شده کاهش می‌ یابد. این امر به این دلیل است که کاهش ضخامت پد ها به کاهش سطح تماس بین کاغذ های موجدار و جریان هوا منجر می ‌شود. همچنین با افزایش سرعت هوای ورودی مقدار آب تبخیر شده افزایش می ‌یابد.

بررسی میزان کارایی پد های سلولزی

با افزایش سرعت هوای ورودی، ضریب انتقال جرم نشان دهنده تأثیر ضخامت بر کارایی پد ها است. مشاهده می ‌شود که برای هر ضخامت در هر دو نوع پد با افزایش سرعت هوای ورودی از 6/1 به 4 متر بر ثانیه بازده کاهش می ‌یابد. دلیل آن این است که با افزایش سرعت، زمان انتقال گرما و رطوبت بین آب و هوا کوتاه شده و در همین حال افت فشار بیشتری رخ می ‌دهد. لازم به ذکر است که سرعت کم ممکن است برای دستیابی به جریان هوای مورد نیاز به ناحیه جلویی بزرگی از پد نیاز داشته باشد؛ بنابراین، سرعت هوای ورودی معقول باید با در نظر گرفتن ضخامت پد انتخاب شود.

علاوه بر این، همانطور که مشاهده می‌ شود با افزایش ضخامت، بازده افزایش می ‌یابد و زمانی که ضخامت پد به مقدار معینی می ‌رسد، ممکن است به 100% نزدیک شود. این بدان معنی است که ضخامت پد بهینه با توجه به بازده مورد نیاز وجود دارد.

استفاده از پد های سلولزی در کولر

ضخامت مواد پد در عملکرد کولر تبخیری نقش مهمی‌ دارد. پد سلولزی 150 میلی ‌متری در مقایسه با پد سلولزی 50 میلی‌ متری (بازده 61.19 درصد)، حداکثر بازده (90.37 درصد) را نشان می ‌دهد، سرعت فن خنک‌کننده در هر دو مورد یکسان است (1300 دور در دقیقه). هر چه ضخامت مواد خنک کننده افزایش یابد، با به دست آوردن حداکثر مساحت هوا برای تبخیر آب، بازده افزایش می ‌یابد.حداکثر بازده برای سرعت متوسط ​​مشاهده می ‌شود که با افزایش سرعت فن بازده کاهش می ‌یابد، به این دلیل که در سرعت بالا تر زمان تماس بین هوا و سطح مرطوب کاهش می‌ یابد و در نتیجه کارایی کاهش و همرفتی افزایش می ‌یابد.

نتیجه گیری:

در پد سلولزی با افزایش ضخامت پد، بازده افزایش می ‌یابد. نتیجه گیری می‌ شود که برای پد سلولزی با افزایش سرعت هوای ورودی، افت فشار و مقدار آب تبخیر شده افزایش می ‌یابد اما بازده و تغییرات رطوبت کاهش می ‌یابد، اما هنگامی‌که سرعت هوا کاهش می ‌یابد و ضخامت پد افزایش می ‌یابد، نقطه بهینه ممکن است رخ دهد. از این رو تحقیقات بیشتری برای یافتن سرعت و ضخامت بهینه برای استفاده مؤثر از پد سلولزی در ساختمان ‌های مسکونی مورد نیاز است.