热值交换第4篇.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 肋片微元在-x方向上净导热量为 肋片与水膜之间的换热量为 饱和空气焓可近似为 微元体上，湿空气和水膜的总传热量为 * 52-* 令 * 52-* 边界条件： 方程： 定义湿肋的肋效率为： 其中： 湿肋与干肋的肋效率形式相同，将h替换为hmd后可直接引用干肋肋效率图表 * 52-* 假定： 1) 热、质传递过程是稳定的； 2 ) 肋片的导热系数、肋根温度均为定值； 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 湿肋 干肋 湿肋的肋效率： 干肋的肋效率： 湿肋与干肋的肋效率具有相同的形式. 空气与水直接接触热质交换现象在许多领域常见到 如：石油化工、 电力生产等工业过程的冷却塔、蒸发 式冷凝器等冷却设备 民用和工业空调中的喷淋室、蒸发冷却空调器 食品行业的冷却干燥过程 农业工程领域的真空预冷、湿帘降温和湿冷保鲜 技术等都大量遇到空气与水直接接触热质交换。 4.3 空气与水直接接触时的热湿交换 * 52-* 一、热湿交换原理 * 52-* 空气与水之间的热交换取决于两者的温差. 质交换取决于两者之间水蒸气分压力差（蒸发或凝结） 水膜表面的空气与水的热湿交换过程 湿空气边界层 湿空气主流G t d Pq tb db Pqb 水 * 52-* 显热交换量： 湿交换量： 湿交换量也可写成： 潜热交换量： 温差是热交换的动力， 水蒸气分压力差是湿交换的动力 * 52-* 总热交换量 换热扩大系数ξ（析湿系数） 对于水侧： 稳定工况时，空气侧与水侧换热量相等： * 52-* 二、蒸发冷却装置的特点与工作原理 蒸发冷却就是利用水与空气之间的热湿交换来实现的, 可分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却 直接蒸发冷却是指在喷淋室中水与空气直接接触, 水不断吸收空气的热量进行蒸发, 从而使被处理的空气降温加湿 直接蒸发冷却空调工作原理 A 含湿量 g/kg 温度（ ） 直接蒸发空气处理过程的i-d图 表示 As * 52-* 被处理的空气降温极限？？？ 间接蒸发冷却的制冷装置示意图 间接蒸发空气处理过程的i-d图表示 间接蒸发冷却过程的核心思想是采用逆流换热，逆流传质来减少不可逆损失，以得到较低的供冷温度和较大的供冷量 * 52-* 输出的冷水温度？？ 三、与水直接接触时空气的状态变化过程 空气与水接触时，水表面形成的饱和空气边界层与主流空气之间，通过分子扩散和紊流扩散，使边界层的饱和空气与主流空气不断掺混，从而使主流空气状态发生变化。 为方便分析，假设全部空气与水接触后都能达到具有水温的饱和状态，即水量无限大、接触时间无限长。 * 52-* 0 P q2 4 3 2 1 5 6 7 P q4 P q6 A t 6 = t A t 4 = t S t 2 = t l j=100 % 水蒸汽分压力（P a) * 52-* 假想过程：空气与水接触的时间无限长、水量无限大 则空气的终态达到饱和，且等于水温，状态变化过程 为一直线. 空气与水直接接触时各种过程的特点 过程线 水温特点 t或Qx d或Qs i或Qx 过程名称 A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 tw tl tw= tl tltw ts tw= ts tstw tA tw= tA twtA 减 减 减 减 减 不变 增 减 不变 增 增 增 增 增 减 减 减 不变 增 增 增 减湿冷却 等湿冷却 减焓加湿 等焓加湿 增焓加湿 等温加湿 增温加湿 0 P q2 4 3 2 1 5 6 7 P q4 P q6 A t 6 = t A t 4 = t S t 2 = t l j=100 % 水蒸汽分压力（P a) * 52-* 理想过程：空气与水接触的时间无限长、水量有限。 则空气的终态仍达到饱和，终温等于水终温（顺流）或水初温（逆流），状态变化过程为一曲线. 空气与水直接接触的变化过程 A 1 2 3 t w1 t w t w t w2 Φ=100 % A Φ=100 % 1 2 3 t w1 t w t w t w2 A 1 2 3 t w1 t w t w t w2 Φ=100 % (a) (b) (c) 水tw1 tw2 空气 tw1 t