热质交换原理与设备第章二

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.散热热器(1)铸铸铁柱型型散热器器铸铁铁柱型散散热器传传热系数数大、型型式美观观、不易易积灰、、单片面面积小、、容易组组成所需需要的散散热面积积，防腐腐性好、、使用寿寿命长，，但造价价较高，，金属热热强度低低、片与与片间的的接口多多、承受受压力比比钢制散散热器低低。(2)铸铁长长翼型散热器器长翼型散散热器的外表表面具有许多多竖向肋片，，外壳内部为为一扁盒状空空间。(3)铸铁圆圆翼型散热器器(4)钢制柱柱型散热器钢钢制柱型散散热器与铸铁铁柱型散热器器相似，每片片有几个中空空立柱。(5)钢制板板型散热器钢钢制板型散散热器由面板板、背板、进进出水口接头头、放水门固固定套及上下下支架组成。。(6)闭式钢钢串片对流散散热器闭式式钢串片对流流散热器由钢钢管、钢片、、联箱及管接接头组成。(7)钢制扁扁管型散热器器图4-5柱柱型散热器示示意图图4-6长长翼型散热器器示意图图4-7圆圆翼型散热器器示意图图4-8钢钢制柱型散热器的结构构图4-9钢钢制板型散热热器的结构图4-10闭闭式钢串片片式散热器的的结构和尺寸寸图4-11钢钢制扁管型型散热器的结结构和尺寸(1)管壳式式换热器管管壳式换热器器是目前应用用最广泛、技技术上最成熟熟的传统的换换热器。(2)螺旋板板式换热器螺螺旋板式换换热器是近几几十年来广泛泛使用的换热热设备，具有有传热效率较较高，结构紧紧凑的优点。。(3)板式换换热器板式式换热器是一一种传热效率率高、结构紧紧凑的新型换换热器。(4)容积式式换热器容容积式换热器器既是换热器器又是储水箱箱，多用于生生活热水用户户。(5)单元组组合式换热器器单元组合合式换热器是是一种适合现现代供热发展展需要的新型型换热设备，，它是在吸收收20世纪90年代国际际先进技术基基础上研制而而成的。(6)半即热热式换热器半半即热式换换热器是一种种新型换热设设备，它是在在吸收20世世纪90年代代国际先进技技术基础上研研制而成，广广泛应用于一一般工业及民民用建筑的生生活热水、采采暖和空气调调节等系统。。图4-12固定管管板式汽——水换热器器1—外壳2—管束束3—固固定管板4—前水水室5——后水室图4-13浮头式式管壳汽——水换热器器1—浮头2—被加加热水入口口3—被被加热水出出口4——蒸汽入口口5—蒸汽出出口6——汽侧排气气口7——挡板8—水侧排排气口图4-14U形管管管壳式汽汽—水加热热器图4-15套管式式水—水换换热器图4-16分段式式水—水换换热器1—凝结水水入口2—凝结水水出口3—被加热热水(回水水)入口4—被加加热水(回回水)出口口5—膨膨胀节图4-17浮头式式水—水换换热器图4-18汽—水水螺旋板式式换热器图4-19水—水水螺旋板式式换热器图4-20单流程程组合方式式图4-21多流程程组合方式式图4-22板式换换热器图4-23卧式容容积式换热热器图4-24立式容容积式换热热器图4-25单元组组合式换热热器图4-26半即热热式换热器器3.空气加加热器表4-1热热媒的选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.空气冷冷却器图4-27各种肋肋片形式4.3.2混合式式热质交换换设备1.喷水室室2.冷却塔塔3.喷射泵泵4.汽水混混合加热器器5.间接式式蒸发冷却却器［9］1.喷水室室(1)喷水水室的用途途喷水室室主要用于于对空气加加热、冷却却、除湿或或加湿处理理，根据喷喷洒的水温温不同，可可以实现多多种过程，，如加热加加湿(水温温大于空气气温度)、、冷却减湿湿(水温小小于空气露露点温度)、等温加加湿(水温温等于空气气温度)和和绝热加湿湿过程(水水温等于湿湿球温度)。(2)喷水水室的结构构喷水室室有下列类类型：卧式式、立式，，单级、双双级，低速速、高速。。(3)喷喷水水室室处处理理空空气气的的特特点点在在喷喷水水室室处处理理空空气气过过程程中中，，被被处处理理的的空空气气与与喷喷嘴嘴中中喷喷出出的的小小水水滴滴表表面面进进行行直直接接接接触触，，进进行行热热质质交交换换。。图4-28卧卧式式喷喷水水室室结结构构示示意意图图1——前前挡挡水水板板2——喷喷嘴嘴与与排排管管3——后后挡挡水水板板4——底底池池5——冷冷水水管管6——滤滤水水器器7——循循环环水水管管8——补补水水管管9——溢溢水水管管10——泄泄水水管管11——检检查查门门12——浮浮球球阀阀13——溢溢水水器器图4-29立立式喷喷水室室结构示示意图图1—挡挡水板板2—喷喷嘴与与排管管3—水水泵4——冷水水管5——溢水水管6—泄泄水管管7—底底池8——补水水管9—循循环水水管10—供供水管管11——新风风口12—浮浮球阀阀13——溢水水器图4-30用用喷水水室处处理空空气的的假想想和理理想情情况a)假假想情情况b)理想想情况况图4-31喷喷水室室处理理空气的的实际际过程程2.冷冷却塔塔(1)冷却却塔的的形式式冷冷却塔塔是用用自然然通风风或机机械通通风的的方式式，利利用冷冷空气气将温温度较较高的的水进进行冷冷却然然后再再循环环使用用的设设备。。(2)冷却却塔的的结构构冷冷却塔塔主要要包括括以下下几个个部分分：淋淋水装装置、、配水水系统统和通通风筒筒。图4-32冷冷却塔塔示意意图1—配配水系系统2——淋水水装置置3—百百叶窗窗4—集集水池池5—空空气分分配区区6—风风机7——风筒筒8—收收水器器1)淋水水装置，，又叫填填料。2)配水水系统，，其作用用在于将将水均匀匀地分配配到整个个淋水面面积上，，提高淋淋水装置置的冷却却能力。。3)通风风筒，是是冷却塔塔的外壳壳，气流流的通道道。图4-33点点滴式淋淋水装置置板条布布置a)棋盘盘式b)方格格式c)倾斜斜式d)阶梯梯式图4-34薄薄膜式淋淋水装置置a)小间间距平板板淋水填填料b)石棉棉水泥板板淋水填填料c)斜波波交错填填料d)蜂窝窝淋水填填料图4-35铅铅丝水泥泥网板淋淋水装置置图4-36配配水系统统a)槽式式b)管式c)池池式图4-37冷冷却塔示示意图1—布水水器2—填料料3—隔墙墙4——集水池池5—进风风口6—风机机7—风筒筒8——收水器器9—风伞伞10—塔体体11—导导风板3.喷射射泵(1)喷喷射泵的的类型和和用途喷喷射泵泵是利用用喷管把把压力较较高的流流体喷出出，形成成高速低低压流体体，使其其压力低低于被引引射流体体的压力力，这样样就把被被引射流流体吸入入混合室室混合，，进行热热质交换换，再一一起进入入扩压管管，达到到同样的的压力和和温度后后流出喷喷射泵。。(2)喷喷射泵的的构造和和工作原原理喷喷射泵的的主要部部件包括括工作喷喷管、引引入室、、混合室室和扩散散管，如如图4-38所所示。(3)水水—水喷喷射泵水水—水水喷射泵泵也可简简称为水水喷射器器。(4)汽汽—水喷喷射泵汽汽—水水喷射泵泵也可简简称为蒸蒸汽喷射射泵。图4-38喷喷射泵示示意图图4-39水水喷射器器压力与与速度变变化图4-40QSH型型汽水混混合加热热器示意意图复习思考题题和习题1.选择散散热器时应应考虑哪些些因素?2.喷水室室处理空气气时，假想想情况、理理想情况和和实际情况况的含义是是什么?3.在焓湿湿图上绘制制用喷水室室对空气进进行冷却减减湿的理想想过程。4.在焓湿湿图上绘制制用喷水室室对空气进进行加热加加湿的理想想过程。5.喷射泵泵有哪些类类型?举例例说明各种种喷射泵的的用途?6.已知通通过空气冷冷却器的风风量为5000kg/h，冷冷却前的空空气状态为为干球温度度t=27℃、、湿球温度度ts=20℃，，冷却后的的空气状态态为t=15℃、ts=14℃，，试问空气气冷却器吸吸收了多少少热量?7.需将干干球温度t=35℃、、相对湿度度φ=60%的的室外空气气处理到t=22℃、、φ=50%，，为此先通通过空气冷冷却器减湿湿冷却，再再通过加热热器加热。。8.对对风风量量为为1000kg/h，，状状态态为为干干球球温温度度t=16℃℃、、相相对对湿湿度度φ=30%的的空空气气，，用用喷喷蒸蒸汽汽装装置置加加入入了了4kg/h的的水水汽汽，，试试问问处处理理后后的的空空气气终终态态是是多多少少?如如果果加加入入了了10kg