第五章空气热湿处理课件.ppt

1、边界层未饱和空气 边界层 未饱和空气 空气与水的热湿交换(a)敞开的水面 （b）飞溅的水滴(a)(b)水滴空气与水之间的显热交换取决于边界层与周围空气之间的温度差，而湿交换及由它引起的潜热交换取决于二者之间的水蒸气分子浓度或者说取决于二者之间的水蒸气分压力差 总热交换量：总热交换量：dQZ=dQX+dQq =（t-tb）+r（d-db）dFcp)b()tbt(cpddb)tbt(cp)ddb)a()tbt(ddbdF)ddb(dF)tbt(QqdQxd比较以上两式可得：（则对湿空气而言：热的形式回到空气中，空气失去的显热又以潜量：水分蒸发所需要的潜热失去的显热量恰好等于对绝热加湿过程，空气0p

2、q2pq4pq6水蒸汽分压力水蒸汽分压力Pat6=tAt4=tst2=tlAA-2 空气加湿与减湿的分界线：空气加湿与减湿的分界线：ttb，d=db，有显热交换，等湿冷却过程。，有显热交换，等湿冷却过程。A-4 空气增焓与减焓的分界线：空气沿等空气增焓与减焓的分界线：空气沿等湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。A-6 等温加湿过程，空气的潜热量增加，等温加湿过程，空气的潜热量增加，焓增大焓增大GW)tw1tw2(cshGwi2i1)tc.shtz.sh(cshwi2i1L1）（、理论推导：3、后挡水板、后挡水板使夹在空气中的水滴分离出来使夹在空气中的水滴

3、分离出来615是喷水室的水供应系统，有四种管道与底池相连是喷水室的水供应系统，有四种管道与底池相连带旁通的喷水室带旁通的喷水室：喷水室上面或侧面再增加一个旁通：喷水室上面或侧面再增加一个旁通风道，这样一部分空气可以不通过喷水处理，与经过风道，这样一部分空气可以不通过喷水处理，与经过喷水处理的空气相混合得到要求的空气状态。喷水处理的空气相混合得到要求的空气状态。带填料的喷水室带填料的喷水室：水均匀的洒在填料层上，空气通过：水均匀的洒在填料层上，空气通过填料层时与水进行热湿交换，净化作用更好。填料层时与水进行热湿交换，净化作用更好。喷水室各种管道尺寸的确定原则：对于供水管等有压管道，按喷水室各种管

4、道尺寸的确定原则：对于供水管等有压管道，按水量及允许流速水量及允许流速12m/s确定管经；对于泄水管等自流管道，应确定管经；对于泄水管等自流管道，应根据一定流量下造成的阻力不超过有效压头来确定管经根据一定流量下造成的阻力不超过有效压头来确定管经tw2twtwtw1顺流tw2twtwtw1逆流t111i1i2ts1t222i3t3345tw2tw112211122221111111()()()()12 45115sswwswswswswswswtttttttttttttttt 212132121 21 32 32 31131 31 31 3 22112 3221 3sstttt所以所以22211

5、1sstttt t111i1i2ts1t222i3t3345tw2tw1tsttsttsttsttsttt1122111121112113122123t3=ts1=ts2已无意义此时1112211twtstwts23600Gkg msf单位时间内通过每单位时间内通过每m2喷水室断面的空气质喷水室断面的空气质量，不随温度而变量，不随温度而变GWnmAnmA21)21()12(112212112211iiGtwtwWCQtsttstnmAtwtstwtsnmAtwtltwtl1111PbHWZHpddHdHwHpHdH80.11)3(221.0)2(22)1(一、表面式换热器的构造：一、表面式换热

6、器的构造：空调工程中常用的是用空调工程中常用的是用肋片管肋片管制成的肋管式换热器，制成的肋管式换热器，它的基本构造如图它的基本构造如图 注意：为使表面式换热器性能稳定，应注意：为使表面式换热器性能稳定，应力求管子与肋片间接触紧密，保证长久使用力求管子与肋片间接触紧密，保证长久使用后也不会松动。后也不会松动。热媒和冷媒管也有串、并联之分。对于使用热媒和冷媒管也有串、并联之分。对于使用蒸汽做热媒的表面式换热器，蒸汽管路与各换热蒸汽做热媒的表面式换热器，蒸汽管路与各换热器之间只能并联，对于使用水作冷媒或热媒的表器之间只能并联，对于使用水作冷媒或热媒的表面式换热器，水管与换热器之间串、并联均可。面式换

7、热器，水管与换热器之间串、并联均可。通常相对于空气来说，并联的冷却器，其冷水管通常相对于空气来说，并联的冷却器，其冷水管路也常并联；串联的冷却器，其冷水管路也常串路也常并联；串联的冷却器，其冷水管路也常串联。联。2）表面式换热器可串，可并或既有并又有串。通）表面式换热器可串，可并或既有并又有串。通常，空气量多时多用并联，需要的空气温升（降）常，空气量多时多用并联，需要的空气温升（降）大时多多用串联。大时多多用串联。表面式换热器的热交换能力，在表面式换热器的热交换能力，在F和和t一定一定的情况下，主要取决于传热系数的大小。的情况下，主要取决于传热系数的大小。在减湿冷却过程工程中，在水膜周围会形成

8、一在减湿冷却过程工程中，在水膜周围会形成一个饱和空气边界层，因此空气与表冷器之间，不但个饱和空气边界层，因此空气与表冷器之间，不但发生热交换，还会发生湿交换和潜热交换，此时换发生热交换，还会发生湿交换和潜热交换，此时换热能力更大。热能力更大。211owonkW mC w外表面换热系数外表面换热系数 n内表面换热系数内表面换热系数o肋表面全效率肋表面全效率 管壁厚度管壁厚度管壁导热系数管壁导热系数 肋化系数肋化系数111()mnywkaAVB()()mnkA vwb2()mokA vw mC部分空气加热器的传热系数试验公式见附录部分空气加热器的传热系数试验公式见附录3-7对于以蒸汽为热媒的空气加

9、热器，则基本上不考对于以蒸汽为热媒的空气加热器，则基本上不考虑蒸汽流速的影响，此时公式为：虑蒸汽流速的影响，此时公式为：在空调工程中应用的表冷器中，热湿交换规律符合在空调工程中应用的表冷器中，热湿交换规律符合刘伊斯关系式刘伊斯关系式=/cp（对流质交换系数），这对流质交换系数），这样，会有下式成立样，会有下式成立()zbdQii dF()bpbiiCtt()bbiittwpc()ZwbdQttdF 认为此时外表面的换热系数比认为此时外表面的换热系数比干工况时增大了干工况时增大了倍倍此时此时K可可表达为表达为211owonkw mC 1211onykw mCAV m pBw回忆换热器回忆换热器计

10、算步骤计算步骤空调工程中常用的是设计性计算空调工程中常用的是设计性计算 设计性计算目的：根据被加热空气量加热要求设计性计算目的：根据被加热空气量加热要求，按一定热媒参数选择合适的加热器型号。，按一定热媒参数选择合适的加热器型号。校核性计算目的：根据已有的加热器型号，校校核性计算目的：根据已有的加热器型号，校核它能否满足预定的要求。核它能否满足预定的要求。加热器供给的热量：加热器供给的热量：Q?=KFtmtm是热媒与空气之间的对数平均温差。是热媒与空气之间的对数平均温差。基本公式：已知空气量为基本公式：已知空气量为G（kg/s），加热前），加热前后空气温度为后空气温度为t1、t2，则加热空气需要

11、热量为，则加热空气需要热量为Q=GCp(t2-t1)kw121222wwpttttt122pqtttt热媒为蒸汽时：热媒为蒸汽时：（2）计算加热器的传热系数）计算加热器的传热系数 有了加热器的型号和空气质量流速后，查取相有了加热器的型号和空气质量流速后，查取相应经验公式便可计算传热系数。应经验公式便可计算传热系数。若经验公式使用的不是若经验公式使用的不是v而是而是vy，则应根据有，则应根据有效截面系数效截面系数使用使用vy=(v)/求出求出vy后再计算后再计算K 通常采用通常采用“经济质量流速经济质量流速”：即采用使运行费：即采用使运行费和初投资的总和为最小的和初投资的总和为最小的v值，通常在

12、值，通常在8kg/m2s左左右右310wwfwkg s（3）计算需要的加热面积和加热器台数）计算需要的加热面积和加热器台数F=Q/Ktm先按先按Q=Q算出需要的加热面积，再根据每台加热器的实际算出需要的加热面积，再根据每台加热器的实际加热面积确定加热器的排数和台数。加热面积确定加热器的排数和台数。（4）检查加热器的安全系数）检查加热器的安全系数 由于加热器的质量和运行中内外表面积垢等原因，选由于加热器的质量和运行中内外表面积垢等原因，选用时应考虑一定的安全系数，一般取传热面积的安全系数为用时应考虑一定的安全系数，一般取传热面积的安全系数为1.11.2。建议建议H的安全系数取的安全系数取1.1，

13、h取为取为1.2热媒是蒸汽，依靠保持一定的工作压力，不必计算热媒是蒸汽，依靠保持一定的工作压力，不必计算热媒是热水，热媒是热水，h=cwq空气阻力：通常按空气阻力：通常按H=B（v）p Pa12111wtttt2212213111sstttttttt（1）1的确定：通常是先确定的确定：通常是先确定（传热单元数）（传热单元数）和和（水当量比）查表确定或者通过测定（水当量比）查表确定或者通过测定回忆其是如何回忆其是如何定义的？定义的？表冷器的热交换效率系数同时考虑了空气和水的状表冷器的热交换效率系数同时考虑了空气和水的状态变化，接触系数则只考虑空气的状态变化。两个态变化，接触系数则只考虑空气的状态

14、变化。两个系数的定义式为系数的定义式为12121wtttt(1)1(1)11ee表冷器需要的表冷器需要的表冷器能达到的表冷器能达到的pG CW CspKFG CyyGF Vkg s310wWfWkg s222111sstttt 21wypNVCe 2随随N而而，随，随VY而而N肋片管的排数肋片管的排数肋通系数，每排肋片管外表面积与迎风面积的肋通系数，每排肋片管外表面积与迎风面积的比值比值(1)121(1)2111wttette2221111wypNVCssttett 1221()()wwQG iiw ttc若已知条件给出若已知条件给出tw1，此时需要的，此时需要的1已定，则热已定，则热工计算的

15、目的就在于通过调整水流速工计算的目的就在于通过调整水流速w或者调整或者调整vy和和N等办法，使选择的表冷器能够达到空气处等办法，使选择的表冷器能够达到空气处理过程需要的理过程需要的1。1211sssswtttt（1）判别工况）判别工况由于湿工况的计算才采用湿球温度效率，所以解题由于湿工况的计算才采用湿球温度效率，所以解题之前要先判断工况。之前要先判断工况。方法：等价工况方法：等价工况定义：对于风量、水量、水初温相同的表冷器工况定义：对于风量、水量、水初温相同的表冷器工况而言，如果某一干工况的进风焓值与一湿工况的进而言，如果某一干工况的进风焓值与一湿工况的进风焓值相等，而且它们的出风焓值风焓值相等，而且它们的出风焓值i2与接触系数也与接触系数也相等，则称这个干工况为该湿工况的等价干工况。相等，则称这个干工况为该湿工况的等价干工况。12111wtttt12213tttt131211wtttt1111lowttTtt12D对于临界工况：对于临界工况：tL1=t3 所以所以TO=D对于湿工况：对于湿工况：tL1t3 所以所以TOD对于干工况：对于干工况：tL1D(1)1(1)11ee