Chapter 5
Cooling and Reuse of Thermal Discharges
Yung-Tse Hung, James Eldridge, Jerry R. Taricska, Kathleen Hung Li, and
William W. Shuster
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
2 Cool Ponds . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 199
2.1 Mechanism of Heat Dissipation (Cooling) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
2.2 Design of Cooling Ponds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3 Cooling Tower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.1 Mechanism of Heat Dissipation in Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
3.2 Type of Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.3 Natural Draft Atmospheric Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.4 Natural Draft, Wet Hyperbolic Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
3.5 Example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.6 Hybrid Draft Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.7 Induced-Mechanical or Forced Draft Wet Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.8 Cooling Tower Performance Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Y.-T. Hung (*)
Department of Civil and Environmental Engineering, Cleveland State University, Cleveland,
OH, USA
e-mail: yungtsehung@gmail.com
J. Eldridge
Sales Department, Lantec Product, Agoura Hills, CA, USA
e-mail: eldridge@lantecp.com
J. R. Taricska
Environmental Consultant, Naples, FL, USA
e-mail: drjerrytaricska@gmail.com
K. H. Li
Technical Writing Consultant, Austin, TX, USA
e-mail: kathyli31@yahoo.com
W. W. Shuster
Department of Chemical and Environmental Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute,
Troy, NY, USA
© Springer Nature Switzerland AG 2021
L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.),
Environmental and Natural Resources Engineering, Handbook of Environmental
Engineering 19, https://doi.org/10.1007/978-3-030-54626-7_5
195
Cooling and Reuse of Thermal Discharges
Yung-Tse Hung, James Eldridge, Jerry R. Taricska, Kathleen Hung Li, and
William W. Shuster
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
2 Cool Ponds . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 199
2.1 Mechanism of Heat Dissipation (Cooling) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
2.2 Design of Cooling Ponds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3 Cooling Tower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.1 Mechanism of Heat Dissipation in Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
3.2 Type of Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.3 Natural Draft Atmospheric Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.4 Natural Draft, Wet Hyperbolic Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
3.5 Example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.6 Hybrid Draft Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.7 Induced-Mechanical or Forced Draft Wet Cooling Towers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.8 Cooling Tower Performance Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Y.-T. Hung (*)
Department of Civil and Environmental Engineering, Cleveland State University, Cleveland,
OH, USA
e-mail: yungtsehung@gmail.com
J. Eldridge
Sales Department, Lantec Product, Agoura Hills, CA, USA
e-mail: eldridge@lantecp.com
J. R. Taricska
Environmental Consultant, Naples, FL, USA
e-mail: drjerrytaricska@gmail.com
K. H. Li
Technical Writing Consultant, Austin, TX, USA
e-mail: kathyli31@yahoo.com
W. W. Shuster
Department of Chemical and Environmental Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute,
Troy, NY, USA
© Springer Nature Switzerland AG 2021
L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.),
Environmental and Natural Resources Engineering, Handbook of Environmental
Engineering 19, https://doi.org/10.1007/978-3-030-54626-7_5
195