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大きな双曲面冷却塔の上を飛ぶと、その上から霧雲が浮かんでいます。双曲面は、双曲線をその軸の周りに回転させると形成される3次元の形状です。冷却塔のミスト雲は、石油精製所、製鉄所、原子力発電所またはその他の産業熱源から塔が抽出する蒸発水と熱で構成されています。他の種類の冷却塔が存在しますが、大規模な蒸発冷却がどのように機能するかを知りたい場合、双曲面は勉強するのに適しています。
蒸発技術：冷却の背後にある科学
蒸発中に液体の温度は低下します。これは、水中に残っている分子の平均運動エネルギーが、蒸気段階から逃げて入る分子よりも小さいためです。汗が蒸発して体が冷たくなり、蒸発冷却ユニットが夏に部屋の熱をかき混ぜるときに、この効果を目撃します。
蒸発冷却塔の基礎
双曲面冷却塔は、小型の蒸発冷却ユニットに見られるプロセスと同様のプロセスを使用します。発電所などの熱源からの温水は冷却塔に入り、そこでポンプが水を動かして塔頂の材料を満たします。水がその材料を流れ落ちると、入ってくる空気が水にぶつかり、その一部が蒸発します。蒸発により水から熱が除去され、冷却水が熱源を通って戻り、冷却されます。熱と蒸発した水が冷却塔の上部から出て、霧の雲ができます。
霧の内容
水は、ドリフトまたは蒸発の2つの形式のいずれかで冷却塔の上部から排出されます。ドリフト排出物は、懸濁および溶解した固体を含む水で構成されています。蒸発放出は、汚染物質を含む可能性のある純水です。これらの塔の水には、スケーリング、腐食、および効率を低下させる他の問題を防ぐ処理添加剤が含まれている場合があります。
代替冷却塔の使用
水力発電所は、動く水の力を利用して発電します。 2014年9月の時点で、Solar Wind Energy、Inc.は、同じことを実行できる巨大な双曲面エネルギータワーの建設を計画していました。 685.8メートル（2,250フィート）上昇すると、タワーは海水を上部に送り込み、霧として放出します。これにより空気が冷却され、610メガワットの電力を生成するタービンを回転させるのに十分な速度で空気が落下します。塔の双曲面形状-上部が広く、中央が薄い-は、タワーがより効率的にエネルギーを生成するのに役立ちます。
その他の冷却塔タイプ
科学者は、蒸発冷却を使用するため、双曲面を「湿式冷却塔」と呼びます。乾式冷却塔は、他の方法を使用して水を冷却し、水を元に戻します。また、学校、オフィスビル、ホテル、および同様の施設に暖房、換気、および空調冷却を提供する他のタイプの冷却塔を見つけることもできます。バクテリアが繁殖する可能性があるため、冷却塔の水を消毒することが重要です。レジオネラ病の原因であるレジオネラは、冷却塔が伝播する理想的な環境を見つけます。