混合式換熱器

1、幾種常用的混合換熱器混合熱交換器混合熱交換器的最大特點是：冷熱流體直接接觸的最大特點是：冷熱流體直接接觸長處？引引 言言p 從根本上避免了管壁熱阻、管壁污垢熱阻；從根本上避免了管壁熱阻、管壁污垢熱阻；p 冷熱流體混合充分，傳熱效率高。冷熱流體混合充分，傳熱效率高。應用情況？應用情況？廣泛應用于冷熱流體可以直接接觸的場合廣泛應用于冷熱流體可以直接接觸的場合 氣體的洗滌和冷卻；氣體的洗滌和冷卻； 循環(huán)水的冷卻；循環(huán)水的冷卻； 汽水間的混合加熱；汽水間的混合加熱； 蒸汽的冷凝蒸汽的冷凝冶金、化工、冶金、化工、動力工程、動力工程、空氣調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)幾種常用的混合換熱器：幾種常用的混合換熱器：1 冷水塔冷

2、水塔（冷卻塔）：自然或極限通風，用空氣將熱水進行（冷卻塔）：自然或極限通風，用空氣將熱水進行冷卻降溫，如熱力發(fā)電廠的循環(huán)水、合成氨中的冷卻水。冷卻降溫，如熱力發(fā)電廠的循環(huán)水、合成氨中的冷卻水。2 氣體洗滌塔氣體洗滌塔：洗滌：洗滌各種氣體，各種氣體，液體冷液體冷卻氣體卻氣體，液體吸收，液體吸收氣體中的某種成分氣體中的某種成分（吸收塔），濕式（吸收塔），濕式除塵法；除塵法；3 噴射式換熱器噴射式換熱器：壓力較高的流體由噴管噴出，形成高速流，：壓力較高的流體由噴管噴出，形成高速流，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進行換熱，并一同進入低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進行換熱，并一同進入擴散管，擴散

3、管出口處壓力和溫度達到一致后送給用戶。擴散管，擴散管出口處壓力和溫度達到一致后送給用戶。4 混合式冷凝器混合式冷凝器：水與蒸汽直接接觸，蒸汽冷凝，得到水與：水與蒸汽直接接觸，蒸汽冷凝，得到水與冷凝液混合物。結(jié)構(gòu)簡單，耗材少，接觸面大，熱量利用完冷凝液混合物。結(jié)構(gòu)簡單，耗材少，接觸面大，熱量利用完全，應用日漸廣泛。全，應用日漸廣泛。內(nèi)容及要求內(nèi)容及要求4.1 冷水塔冷水塔 4.1.1 類型和構(gòu)造類型和構(gòu)造 重點掌握重點掌握 4.1.2 工作原理工作原理 重點掌握重點掌握 4.1.3 熱力計算熱力計算 一般掌握一般掌握 4.1.4 通風阻力計算通風阻力計算 一般掌握一般掌握 4.1.5 設計計算設

4、計計算 自自 學學4.2 噴射式熱交換器噴射式熱交換器 4.2.1 一般問題一般問題 重點掌握重點掌握 4.2.2 汽水汽水 一般掌握一般掌握 4.2.3 水水水水 一般掌握一般掌握4.3 混合式冷凝器混合式冷凝器 自自 學學4.1 冷水塔冷水塔4.1.1 類型和構(gòu)造類型和構(gòu)造工業(yè)上冷卻水量的急速增長：工業(yè)上冷卻水量的急速增長：10萬萬kW電廠，冷卻水用量電廠，冷卻水用量9000t/h；3500t/a聚丙烯，冷卻水用量聚丙烯，冷卻水用量3000t/h。冷卻水循環(huán)利用關鍵溫度：冷卻水循環(huán)利用關鍵溫度：* 熱力發(fā)電廠汽輪機效率的提高與循熱力發(fā)電廠汽輪機效率的提高與循環(huán)水溫的下降成正比：固體燃料電廠

5、，環(huán)水溫的下降成正比：固體燃料電廠，循環(huán)水每降低循環(huán)水每降低1oC，中壓機組，汽輪，中壓機組，汽輪機效率提高機效率提高0.47，高壓機組，提高，高壓機組，提高0.35；核燃料電廠，提高；核燃料電廠，提高0.7。保證冷水塔冷卻效果。保證冷水塔冷卻效果。4.1.1 類型類型和構(gòu)造和構(gòu)造種類：按照循環(huán)水在塔內(nèi)是否與空氣直接接觸，分為種類：按照循環(huán)水在塔內(nèi)是否與空氣直接接觸，分為干、濕式干、濕式干式干式：循環(huán)水流經(jīng)塔內(nèi)的換熱器，再與空氣進行熱交換；：循環(huán)水流經(jīng)塔內(nèi)的換熱器，再與空氣進行熱交換；濕式濕式：水與空氣直接接觸。：水與空氣直接接觸。孰好？孰好？干式干式用于水源緊張之處，不允許水分散失；或循環(huán)水

6、有污染；用于水源緊張之處，不允許水分散失；或循環(huán)水有污染；濕式濕式用于水源充足之處，水分有蒸發(fā)，要間斷排出用于水源充足之處，水分有蒸發(fā)，要間斷排出“鹽鹽”水，水，補充新水。補充新水。類型？類型？4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔（1）開放式冷水塔）開放式冷水塔空氣靠風力和自然對流作用空氣靠風力和自然對流作用進入塔內(nèi)；進入塔內(nèi)；特點：冷卻效果受到風力和自特點：冷卻效果受到風力和自然對流作用，耗水量較大。然對流作用，耗水量較大。（2）風筒式冷水塔）風筒式冷水塔自然通風，風筒高度較高，自自然通風，風筒高度較高，自然對流；然對流；特點：冷卻效果穩(wěn)定。特點：冷卻效果穩(wěn)定。4.1.1 類型類型和構(gòu)造

7、和構(gòu)造4.1 冷水塔冷水塔（3）鼓風逆流式冷水塔）鼓風逆流式冷水塔鼓風作用鼓風作用特點：冷卻效果好，穩(wěn)定可靠，淋水密度高。特點：冷卻效果好，穩(wěn)定可靠，淋水密度高。抽風作用抽風作用（4）抽風逆流式冷水塔）抽風逆流式冷水塔按照熱質(zhì)交換區(qū)段水和空氣兩者流動方向的不同，方向相反的按照熱質(zhì)交換區(qū)段水和空氣兩者流動方向的不同，方向相反的為逆流塔，方向垂直交叉的為橫流塔。為逆流塔，方向垂直交叉的為橫流塔。4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔（1）淋水裝置）淋水裝置作用作用：即填料，將進入塔內(nèi)的熱水盡可能分成細小水滴或水：即填料，將進入塔內(nèi)的熱水盡可能分成細小水滴或水膜，以增加水和空氣的接觸面積，延長接觸

8、時間，增加水氣膜，以增加水和空氣的接觸面積，延長接觸時間，增加水氣之間的熱質(zhì)交換。之間的熱質(zhì)交換。要求要求：提供較大的接觸面積并具有良好的親水性，制造簡單：提供較大的接觸面積并具有良好的親水性，制造簡單經(jīng)久耐用，經(jīng)濟性好。經(jīng)久耐用，經(jīng)濟性好。分類分類：點滴式、薄膜式和點滴薄膜式。：點滴式、薄膜式和點滴薄膜式。4.1.1 類型類型和構(gòu)造和構(gòu)造4.1 冷水塔冷水塔（1）淋水裝置）淋水裝置14.1 冷水塔冷水塔小間距平小間距平板板石棉水泥板石棉水泥板波紋交錯波紋交錯蜂窩蜂窩4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔鉛絲水泥網(wǎng)格，熱水以水滴型式淋灑下去。鉛絲水泥網(wǎng)格，熱水以水滴型式淋灑下去。4.1 冷水

9、塔冷水塔（2）配水系統(tǒng)）配水系統(tǒng)作用作用：將熱水均勻分配到整個淋水面積上，從而使得淋水裝：將熱水均勻分配到整個淋水面積上，從而使得淋水裝置發(fā)揮到最大程度。置發(fā)揮到最大程度。型式型式：槽式、管式和池式。：槽式、管式和池式。4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1.2工作原理工作原理 冷水塔內(nèi)水的降溫主要是由于水的蒸發(fā)散熱和氣水之間的接觸傳冷水塔內(nèi)水的降溫主要是由于水的蒸發(fā)散熱和氣水之間的接觸傳熱。因為冷水塔多為封閉形式，且水溫與周圍構(gòu)件的溫度都不很高，熱。因為冷水塔多為封閉形式，且水溫與周圍構(gòu)件的溫度都不很高，故輻射傳熱量可不予考

10、慮。故輻射傳熱量可不予考慮。 根據(jù)氣體動力學理論，處于無規(guī)則狀態(tài)中的水分子，其運動速度根據(jù)氣體動力學理論，處于無規(guī)則狀態(tài)中的水分子，其運動速度差別很大，速度大的分子動能也大，它們能克服內(nèi)聚力的束縛沖出水差別很大，速度大的分子動能也大，它們能克服內(nèi)聚力的束縛沖出水面，成為自由蒸汽分子。這些分子中的一部分與空氣分子碰撞后可能面，成為自由蒸汽分子。這些分子中的一部分與空氣分子碰撞后可能重新回到水面被水吸收（冷凝），而另一部分可由于擴散和對流的作重新回到水面被水吸收（冷凝），而另一部分可由于擴散和對流的作用進入空氣的主流，成為空氣中的水分子。上述這種水分子在常溫下用進入空氣的主流，成為空氣中的水分子。

11、上述這種水分子在常溫下逸出水面成為自由蒸汽分子的傳質(zhì)現(xiàn)象稱為水的表面蒸發(fā)。由于逸出逸出水面成為自由蒸汽分子的傳質(zhì)現(xiàn)象稱為水的表面蒸發(fā)。由于逸出水分子的平均動能比其余沒有逸出水面的分子大，因而蒸發(fā)的結(jié)果會水分子的平均動能比其余沒有逸出水面的分子大，因而蒸發(fā)的結(jié)果會使水溫下降。使水溫下降。 單位面積水面上的表面蒸發(fā)速度（單位面積水面上的表面蒸發(fā)速度（kg/m2h）與）與水溫水溫和和蒸汽分子蒸汽分子向空氣中擴散的速度向空氣中擴散的速度有關。有關。 水溫：標志著水分子的平均動能以及沖破內(nèi)聚力的束縛而逸出水溫：標志著水分子的平均動能以及沖破內(nèi)聚力的束縛而逸出水面的幾率；水面的幾率； 蒸汽分子向空氣中擴散

12、的速度：空氣中水分子返回水面的速度蒸汽分子向空氣中擴散的速度：空氣中水分子返回水面的速度與空氣中的水分濃度成比例。當空氣中的水分子濃度達到某個數(shù)值與空氣中的水分濃度成比例。當空氣中的水分子濃度達到某個數(shù)值時，會出現(xiàn)水分子逸出水面的速度與空氣中水分子返回水面的速度時，會出現(xiàn)水分子逸出水面的速度與空氣中水分子返回水面的速度相等的情況，這時空氣中水分子含量達到飽和，蒸發(fā)散熱將減弱甚相等的情況，這時空氣中水分子含量達到飽和，蒸發(fā)散熱將減弱甚至停止。故在一定溫度下，蒸發(fā)速度取決于水分子由水面附近向空至停止。故在一定溫度下，蒸發(fā)速度取決于水分子由水面附近向空氣深處的擴散速度。氣深處的擴散速度。 一般認為：

13、一般認為：當未飽和空氣與水接觸時，在水與氣的分界面上存當未飽和空氣與水接觸時，在水與氣的分界面上存在極薄的一層飽和空氣層，水首先蒸發(fā)到飽和氣層中，然后再擴散在極薄的一層飽和空氣層，水首先蒸發(fā)到飽和氣層中，然后再擴散到空氣中去。到空氣中去。4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1 冷水塔冷水塔4.1.3 冷水塔的熱力計算（略）冷水塔的熱力計算（略）4.1.4 冷水塔的通風阻力計算（略）冷水塔的通風阻力計算（略）4.2.1 噴射式換熱器的一般問題噴射式換熱器的一般問題4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器定義：定義：噴射式換熱器是一種以熱

14、交換為目的的噴射器，是使壓力、噴射式換熱器是一種以熱交換為目的的噴射器，是使壓力、溫度不同的兩種流體相互混合，并在混合過程中進行能量交換的一溫度不同的兩種流體相互混合，并在混合過程中進行能量交換的一種設備。種設備。分類：分類：按照被混合的流體的不同，分為：按照被混合的流體的不同，分為： 汽汽水噴射式換熱器水噴射式換熱器 水水水噴射式換熱器水噴射式換熱器 汽汽汽噴射式換熱器汽噴射式換熱器 4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器原理：原理：噴射式換熱器主要部件有：工作噴管、引入室、混合室和擴散管噴射式換熱器主要部件有：工作噴管、引入室、混合室和擴散管4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器 壓力較高的流體稱工作

15、流體。工作流體通過噴管的膨脹，使其壓力較高的流體稱工作流體。工作流體通過噴管的膨脹，使其勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽院芨叩乃俣葟膰姽車姵?，并將壓力較低的流體勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，以很高的速度從噴管噴出，并將壓力較低的流體（稱被引射流體）卷吸到引入室內(nèi)。工作流體把一部分動能傳給被（稱被引射流體）卷吸到引入室內(nèi)。工作流體把一部分動能傳給被引射流體，在沿噴射器流動過程中，工作流體與被引射流體混合后引射流體，在沿噴射器流動過程中，工作流體與被引射流體混合后的混合流體的速度漸趨均衡，動能相反地轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，然后送給用的混合流體的速度漸趨均衡，動能相反地轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，然后送給用戶。戶。 噴射式換熱器和其它各種噴射器一樣，其中

16、所發(fā)生的過程可用噴射式換熱器和其它各種噴射器一樣，其中所發(fā)生的過程可用質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律能量守恒定律和和動量定理動量定理來描述。來描述。4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器 （3）動量定理）動量定理 動量的增量等于沖量，對于不同形狀的混合室，動量定理的形動量的增量等于沖量，對于不同形狀的混合室，動量定理的形式不同。式不同。 根據(jù)工作流體與被引射流體相互作用的性質(zhì)和條件，在噴射器根據(jù)工作流體與被引射流體相互作用的性質(zhì)和條件，在噴射器里要產(chǎn)生一系列只屬于一定類型噴射器所特有的附加過程，于是針里要產(chǎn)生一系列只屬于一定類型噴射器所特有的附加過程，于是針對

17、某一特定型式的噴射式換熱器，在計算時應作具體考慮。對某一特定型式的噴射式換熱器，在計算時應作具體考慮。 從這一點出發(fā)，噴射式換熱器可分為：從這一點出發(fā)，噴射式換熱器可分為： 1）工作流體和被引射流體在混合前處于不同相態(tài)，在混合過程）工作流體和被引射流體在混合前處于不同相態(tài)，在混合過程中一種流體的相態(tài)發(fā)生改變，如汽中一種流體的相態(tài)發(fā)生改變，如汽水噴射式換熱器及水水噴射式換熱器及水汽噴射汽噴射式換熱器；式換熱器； 2）工作流體和被引射流體的相態(tài)相同，如水）工作流體和被引射流體的相態(tài)相同，如水水噴射式換熱器水噴射式換熱器和汽和汽汽噴射式換熱器。汽噴射式換熱器。4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器優(yōu)點：優(yōu)

18、點：1）在提高被引射流體的壓力的過程中不直接消耗機械能；）在提高被引射流體的壓力的過程中不直接消耗機械能； 2）結(jié)構(gòu)簡單，與各種系統(tǒng)連接方便；）結(jié)構(gòu)簡單，與各種系統(tǒng)連接方便； 3）在工程上應用廣泛。）在工程上應用廣泛。例如：例如： 水水水噴射式換熱器可將高溫水與部分低溫水混合，得到一定水噴射式換熱器可將高溫水與部分低溫水混合，得到一定溫度的混合水，供室內(nèi)采暖；溫度的混合水，供室內(nèi)采暖； 汽汽汽噴射式換熱器用來提高低壓蒸汽的壓力，使工業(yè)蒸汽得汽噴射式換熱器用來提高低壓蒸汽的壓力，使工業(yè)蒸汽得到回收，在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中可借助于它使二次蒸汽得以利用；到回收，在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中可借助于它使二次蒸汽得以

19、利用； 汽汽水噴射式換熱器和水水噴射式換熱器和水汽噴射式換熱器都可作為一種緊湊汽噴射式換熱器都可作為一種緊湊的冷凝器來使用，尤其是水的冷凝器來使用，尤其是水汽噴射式換熱器，用在制糖汽噴射式換熱器，用在制糖、乳品加、乳品加工等工業(yè)企業(yè)中，不僅可使蒸發(fā)裝置的二次蒸汽冷凝，還可借工等工業(yè)企業(yè)中，不僅可使蒸發(fā)裝置的二次蒸汽冷凝，還可借助于它造成真空并排除少量的不凝性氣體。助于它造成真空并排除少量的不凝性氣體。4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2.2 汽汽水噴射式換熱器水噴射式換熱器1、構(gòu)造與工作原理、構(gòu)造與工作原理4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器2、特性方程式、特性方程式4.2 噴射式換熱器噴射式換

20、熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器3、極限工作狀態(tài)及其計算、極限工作狀態(tài)及其計算4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器最小噴射系數(shù)和最大噴射系數(shù)的確定最小噴射系數(shù)和最大噴射系數(shù)的確定4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4、噴射器幾何尺寸的計算、噴射器幾何尺寸的計算4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器4.2.3 水水水噴射式換熱器水噴射式換熱器1、構(gòu)造與工作原理、構(gòu)造與工作原理 水水水噴射式換熱器又稱水噴射器，它也是由噴管、引水室、水噴射式換熱器又稱水噴射器，它也是由噴管、引水室、混合室和擴散管等幾個主要部件組成。混合室和擴散管等幾個主要部件組成。4.2 噴射式換熱器噴射式換熱器 壓力為壓力為P0的高溫水為工作流體，壓力為的高溫水為工作