Survolez une grande tour de refroidissement hyperboloïde et vous verrez des nuages de brume qui flottent de son sommet. Un hyperboloïde est la forme tridimensionnelle qui se forme lorsque vous faites tourner une hyperbole autour de son axe. Les nuages de brume de la tour de refroidissement se composent d'eau évaporée et de chaleur que la tour extrait d'une raffinerie de pétrole, d'une aciérie, d'une centrale nucléaire ou d'une autre source de chaleur industrielle. Bien qu'il existe d'autres types de tours de refroidissement, les hyperboloïdes sont intéressants à étudier lorsque vous voulez apprendre comment fonctionne le refroidissement par évaporation à grande échelle.
La technologie évaporative: la science derrière le refroidissement
La température d'un liquide diminue l'évaporation parce que les molécules qui restent dans l'eau ont une énergie cinétique moyenne inférieure à celle des molécules qui s'échappent et entrent dans le stade de la vapeur. Vous êtes témoin de cet effet lorsque la transpiration s'évapore, laissant votre corps plus frais, et lorsque les unités de refroidissement évaporatives évacuent la chaleur d'une pièce en été.
Principes fondamentaux des tours de refroidissement par évaporation
Les tours de refroidissement hyperboloïdes utilisent un procédé similaire celui trouvé dans les petites unités de refroidissement par évaporation. L'eau chaude provenant d'une source de chaleur, telle qu'une centrale électrique, entre dans une tour de refroidissement, où les pompes déplacent l'eau pour remplir le matériau au sommet de la tour. Au fur et à mesure que l'eau s'écoule, l'air entrant frappe l'eau et en fait s'évaporer une partie. L'évaporation élimine la chaleur de l'eau et l'eau plus froide recule à travers la source de chaleur pour la refroidir. La chaleur et l'eau évaporée sortent du sommet de la tour de refroidissement, créant le nuage de brume que vous voyez.
Contenu de la brume
L'eau sort du sommet d'une tour de refroidissement sous l'une des deux formes suivantes: ou évaporatif. Les émissions de dérive sont constituées d'eau contenant des solides en suspension et dissous. Les émissions par évaporation sont de l'eau pure qui pourrait contenir des contaminants. L'eau dans ces tours peut contenir des additifs de traitement qui empêchent l'entartrage, la corrosion et d'autres problèmes qui réduisent l'efficacité.
Les tours hydroélectriques utilisent la puissance de l'eau en mouvement pour produire de l'électricité. En septembre 2014, Solar Wind Energy, Inc., prévoyait de construire une énorme tour d'énergie hyperboloïde capable de faire la même chose. S'élevant à 685,8 mètres (2 250 pieds) dans les airs, la tour pomperait l'eau de mer jusqu'au sommet et la libérerait sous forme de brume. Cela permettrait de refroidir l'air, le faisant tomber à une vitesse suffisamment élevée pour faire tourner des turbines qui produiraient 610 mégawatts d'électricité. La forme hyperboloïde de la tour - large en haut et mince au milieu - aiderait la tour à produire de l'énergie plus efficacement.
Autres types de tours de refroidissement
Les scientifiques appellent les hyperboloïdes «tours de refroidissement par voie humide» parce qu'ils utilisent le refroidissement par évaporation. Les tours de refroidissement à sec utilisent d'autres méthodes pour refroidir l'eau et la ramener à sa source. Vous pouvez également trouver d'autres types de tours de refroidissement qui fournissent le refroidissement de chauffage, de ventilation et de climatisation pour des écoles, des immeubles de bureaux, des hôtels et des établissements semblables. Il est important de désinfecter l'eau de la tour de refroidissement, car les bactéries peuvent s'y reproduire. Legionella, responsable de la maladie des légionnaires, trouve dans les tours de refroidissement des environnements idéaux pour se propager.
