热质交换原理与设备-第4章分析课件.ppt

1、第4章4.1空气与固体表面之间的热质交换4.2空气与水直接接触时的热质交换4.3空气热质处理设备4.1空气与固体表面之间的热质交换4.1.1空气与光管固体表面之间的热质交换4.1.2空气与肋片管固体表面之间的热质交换图4-1湿空气的冷却与减湿图4-2麦凯尔方程所表示的湿空气的冷却减湿过程4.1.2空气与肋片管固体表面之间的热质交换1)热、质传递过程是稳态的。2)肋片的热导率、肋根温度tF,B均为定值。3)金属肋片只有x方向的导热，肋片外的水膜只有y方向的导热。图4-3肋片示意图4.2空气与水直接接触时的热质交换图4-4空气与水直接接触时的热质交换a)敞开的水面b)飞溅的水滴4.3空气热质处理设

2、备4.3.1间壁式热质交换设备4.3.2混合式热质交换设备4.3.1间壁式热质交换设备1.散热器2.水加热器3.空气加热器4.空气冷却器1.散热器(1)铸铁柱型散热器铸铁柱型散热器传热系数大、型式美观、不易积灰、单片面积小、容易组成所需要的散热面积，防腐性好、使用寿命长，但造价较高，金属热强度低、片与片间的接口多、承受压力比钢制散热器低。(2)铸铁长翼型散热器长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋片，外壳内部为一扁盒状空间。(3)铸铁圆翼型散热器(4)钢制柱型散热器钢制柱型散热器与铸铁柱型散热器相似，每片有几个中空立柱。(5)钢制板型散热器钢制板型散热器由面板、背板、进出水口接头、放水门固定套及上

3、下支架组成。(6)闭式钢串片对流散热器闭式钢串片对流散热器由钢管、钢片、联箱及管接头组成。(7)钢制扁管型散热器图4-5柱型散热器示意图图4-6长翼型散热器示意图图4-7圆翼型散热器示意图图4-8钢制柱型散热器的结构图4-9钢制板型散热器的结构图4-10闭式钢串片式散热器的结构和尺寸图4-11钢制扁管型散热器的结构和尺寸(1)管壳式换热器管壳式换热器是目前应用最广泛、技术上最成熟的传统的换热器。(2)螺旋板式换热器螺旋板式换热器是近几十年来广泛使用的换热设备，具有传热效率较高，结构紧凑的优点。(3)板式换热器板式换热器是一种传热效率高、结构紧凑的新型换热器。(4)容积式换热器容积式换热器既是换

4、热器又是储水箱，多用于生活热水用户。(5)单元组合式换热器单元组合式换热器是一种适合现代供热发展需要的新型换热设备，它是在吸收20世纪90年代国际先进技术基础上研制而成的。(6)半即热式换热器半即热式换热器是一种新型换热设备，它是在吸收20世纪90年代国际先进技术基础上研制而成，广泛应用于一般工业及民用建筑的生活热水、采暖和空气调节等系统。图4-12固定管板式汽水换热器1外壳2管束3固定管板4前水室5后水室图4-13浮头式管壳汽水换热器1浮头2被加热水入口3被加热水出口4蒸汽入口5蒸汽出口6汽侧排气口7挡板8水侧排气口图4-14U形管管壳式汽水加热器图4-15套管式水水换热器图4-16分段式水

5、水换热器1凝结水入口2凝结水出口3被加热水(回水)入口4被加热水(回水)出口5膨胀节图4-17浮头式水水换热器图4-18汽水螺旋板式换热器图4-19水水螺旋板式换热器图4-20单流程组合方式图4-21多流程组合方式图4-22板式换热器图4-23卧式容积式换热器图4-24立式容积式换热器图4-25单元组合式换热器图4-26半即热式换热器3.空气加热器表4-1热媒的选择加热器类型室温允许波动值一、二次加热器室温调节加热器1低压蒸汽、热水电加热器1高压蒸汽、低压蒸汽、热水低压蒸汽、热水1高压蒸汽、低压蒸汽、热水4.空气冷却器图4-27各种肋片形式4.3.2混合式热质交换设备1.喷水室2.冷却塔3.喷

6、射泵4.汽水混合加热器5.间接式蒸发冷却器91.喷水室(1)喷水室的用途喷水室主要用于对空气加热、冷却、除湿或加湿处理，根据喷洒的水温不同，可以实现多种过程，如加热加湿(水温大于空气温度)、冷却减湿(水温小于空气露点温度)、等温加湿(水温等于空气温度)和绝热加湿过程(水温等于湿球温度)。(2)喷水室的结构喷水室有下列类型：卧式、立式，单级、双级，低速、高速。(3)喷水室处理空气的特点在喷水室处理空气过程中，被处理的空气与喷嘴中喷出的小水滴表面进行直接接触，进行热质交换。图4-28卧式喷水室结构示意图1前挡水板2喷嘴与排管3后挡水板4底池5冷水管6滤水器7循环水管8补水管9溢水管10泄水管11检

7、查门12浮球阀13溢水器图4-29立式喷水室结构示意图1挡水板2喷嘴与排管3水泵4冷水管5溢水管6泄水管7底池8补水管9循环水管10供水管11新风口12浮球阀13溢水器图4-30用喷水室处理空气的假想和理想情况a)假想情况b)理想情况图4-31喷水室处理空气的实际过程2.冷却塔(1)冷却塔的形式冷却塔是用自然通风或机械通风的方式，利用冷空气将温度较高的水进行冷却然后再循环使用的设备。(2)冷却塔的结构冷却塔主要包括以下几个部分：淋水装置、配水系统和通风筒。图4-32冷却塔示意图1配水系统2淋水装置3百叶窗4集水池5空气分配区6风机7风筒8收水器1)淋水装置，又叫填料。2)配水系统，其作用在于将

8、水均匀地分配到整个淋水面积上，提高淋水装置的冷却能力。3)通风筒，是冷却塔的外壳，气流的通道。图4-33点滴式淋水装置板条布置a)棋盘式b)方格式c)倾斜式d)阶梯式图4-34薄膜式淋水装置a)小间距平板淋水填料b)石棉水泥板淋水填料c)斜波交错填料d)蜂窝淋水填料图4-35铅丝水泥网板淋水装置图4-36配水系统a)槽式b)管式c)池式图4-37冷却塔示意图1布水器2填料3隔墙4集水池5进风口6风机7风筒8收水器9风伞10塔体11导风板3.喷射泵(1)喷射泵的类型和用途喷射泵是利用喷管把压力较高的流体喷出，形成高速低压流体，使其压力低于被引射流体的压力，这样就把被引射流体吸入混合室混合，进行热

9、质交换，再一起进入扩压管，达到同样的压力和温度后流出喷射泵。(2)喷射泵的构造和工作原理喷射泵的主要部件包括工作喷管、引入室、混合室和扩散管，如图4-38所示。(3)水水喷射泵水水喷射泵也可简称为水喷射器。(4)汽水喷射泵汽水喷射泵也可简称为蒸汽喷射泵。图4-38喷射泵示意图图4-39水喷射器压力与速度变化图4-40QSH型汽水混合加热器示意图复习思考题和习题1.选择散热器时应考虑哪些因素?2.喷水室处理空气时，假想情况、理想情况和实际情况的含义是什么?3.在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行冷却减湿的理想过程。4.在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行加热加湿的理想过程。5.喷射泵有哪些类型?举例说明

10、各种喷射泵的用途?6.已知通过空气冷却器的风量为5000kg/h，冷却前的空气状态为干球温度t=27、湿球温度ts=20，冷却后的空气状态为t=15、ts=14，试问空气冷却器吸收了多少热量?7.需将干球温度t=35、相对湿度=60%的室外空气处理到t=22、=50%，为此先通过空气冷却器减湿冷却，再通过加热器加热。8.对风量为1000kg/h，状态为干球温度t=16、相对湿度=30%的空气，用喷蒸汽装置加入了4kg/h的水汽，试问处理后的空气终态是多少?如果加入了10kg/h的水汽，这时终态又是多少?会出现什么现象?9.已知室外空气状态为干球温度t=21、含湿量d=9g/kg，送风状态要求t=20、含湿量d=10g/kg，试在h-d图上确定空气处理方案。参 考 文 献图4-41板式间接蒸发冷却器图4-42管式间接蒸发冷却器图4-43间接蒸发冷却器示意图和空气处理过程