混合式熱值交換設(shè)備

混合式熱值交換設(shè)備第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月27.4噴淋室的熱工計算7.6其它混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計算7.3混合式設(shè)備發(fā)生熱質(zhì)交換的特點7.2影響混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的主要因素7.5冷卻塔的熱工計算7.1混合式換熱器的形式與結(jié)構(gòu)

第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月37.1混合式換熱器的形式與結(jié)構(gòu)混合式換熱器按用途可分為：冷卻塔（或稱冷水塔)氣體洗滌塔（或稱洗滌塔）噴射式熱交換器混合式冷凝器7.1.1混合式換熱器的種類第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月4（1）冷卻塔（或稱冷水塔)coolingtower

用自然通風(fēng)或機械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用useairtocoolwater第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月5（2）氣體洗滌塔（或稱洗滌塔）clean/coolgas

空調(diào)工程中的噴淋室是它的一種特殊形式

用來洗滌氣體中的某些組分，如有害氣體、灰塵等立式洗滌塔噴淋室usewatertohandleair第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月6（3）噴射式熱交換器

壓力較高的流體由噴管噴出，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，并一同進(jìn)入擴散管。第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7（4）混合式冷凝器用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月87.1.2噴淋室的類型和構(gòu)造(1)

噴淋室的構(gòu)造

第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月97、循環(huán)水管：14、溢水管：11、補水管：15、泄水管：與底池相通的四個管的作用?第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月10（2）噴淋室的類型：臥式、立式(處理小風(fēng)量，占地面積小)單級，雙級低速(2~3m/s)，高速(3.5~6m/s，Carrier產(chǎn)品8~10m/s)帶填料式(增加噴水效率)第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月11帶填料層的噴淋室：凈化空氣第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月127.1.3冷卻塔的類型與結(jié)構(gòu)（1）冷卻塔類型根據(jù)空氣與水接觸方式分為：

干式冷卻塔；濕式冷卻塔；第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月13冷

卻

塔第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月14自然通風(fēng)原理？按通風(fēng)方式分為：自然通風(fēng)與機械通風(fēng)自然通風(fēng)冷卻塔：stackorchimneyeffect雙曲線型冷卻塔：塔高一般為75～110米，底邊直徑65～100米，塔內(nèi)上部為風(fēng)筒多用于火電廠、核電站的循環(huán)水自然通風(fēng)冷卻第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月15抽風(fēng)式鼓風(fēng)式機械通風(fēng)冷卻塔:鼓風(fēng)式和抽風(fēng)式，whichoneisbetter?鼓風(fēng)式：塔頂出風(fēng)風(fēng)速較低，易倒灌至冷卻塔抽風(fēng)式：高溫潮濕空氣，對風(fēng)機要求高第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月16橫流逆流按熱水和空氣的流動方向分為：逆流式冷卻塔；橫流（交叉流）式冷卻塔。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月17（2）冷卻塔構(gòu)造：淋水裝置，配水系統(tǒng)，通風(fēng)筒1）淋水裝置（填料）作用：增大水與空氣的接觸面積、接觸時間，促進(jìn)水氣之間的熱質(zhì)交換。按水在冷卻塔中的形狀可分為：點滴式；薄膜式；點滴薄膜式。第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月18傾斜式階梯式棋盤式方格式點滴式淋水裝置板條布置方式水滴散熱占總散熱量的60-75%，板條上的水膜散熱占25-40%第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月19淋水片雙向波S波六角蜂窩薄膜式淋水裝置填料：水的散熱主要靠薄膜斜折波第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月20利用多層網(wǎng)格板淋水點滴薄膜式淋水裝置第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月212）配水系統(tǒng)作用：將循環(huán)水均勻的分配到整個淋水面積常用的配水系統(tǒng)有：槽式；管式；池式。第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月22槽式配水系統(tǒng)管式（旋轉(zhuǎn)）配水系統(tǒng)池式配水系統(tǒng)第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月233）通風(fēng)筒：氣流的通道自然通風(fēng)風(fēng)筒較高機械通風(fēng)：10m左右第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月247.2影響混合式設(shè)備（噴淋室、冷卻塔）熱質(zhì)交換的主要因素（1）噴嘴排數(shù)單排不如雙排，三排與雙排差不多。多用兩排；當(dāng)噴水量大使水壓較大時，采用三排。1)氣水間焓差；2）空氣流動狀況；3）水滴大小；4）水氣比；（已在第四章介紹）5）設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性（以噴淋室為例）第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月25（2）噴嘴密度密度過大：水苗互相重疊。密度過?。核绮荒芨采w整個噴淋室端面。一般取13～24個/m2排。增大噴水量可采用增大水壓，如果水壓過大，則可增加噴嘴排數(shù)。（3）噴水方向1排：逆噴；2排：對噴；3排：1順2逆。第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月26（4）排管間距間距過?。核缁ハ嘀丿B。間距過大：水苗不能覆蓋管排間的整個空間。使用Y1型噴嘴，一般取600mm。（5）噴嘴孔徑孔徑過小：容易堵塞；孔徑過大：水滴大，比表面積小。（6）空氣與水的初參數(shù)空氣與水的初參數(shù)決定了空氣與水的熱質(zhì)交換過程。第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月277.3混合式設(shè)備發(fā)生熱質(zhì)交換的特點1、根據(jù)噴水溫度不同：僅有顯熱交換；既有顯熱交換，又有質(zhì)量交換引起的潛熱交換。2、實際上，噴水量總是有限的，二者接觸時間也有限，所以空氣狀態(tài)和水溫都是不斷變化的，而且空氣的終狀態(tài)也很難達(dá)到飽和。7.3.1噴淋室熱質(zhì)交換的特點：處理空氣第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月28用噴淋室處理空氣的實際過程

A123tw1tw'tw"tw2φ=100%(a)水tw1tw2空氣順流Aφ=100%123tw1tw'tw"tw2(b)tw1tw2逆流第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月297.3.2冷卻塔熱質(zhì)交換的特點：冷卻水冷卻塔內(nèi)水的降溫主要是由于水的蒸發(fā)換熱和氣水之間的接觸傳熱。因為冷卻塔多為封閉形式，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慮在冷卻塔內(nèi)，不論水溫高于還是低于周圍空氣溫度，總能進(jìn)行水的蒸發(fā)取顯熱為Qα，潛熱為Qβ，則水放熱量為：Q=Qβ+QαQ＝Qβ

Q=Qβ-Qα

Q=Qβ-Qα=0水溫下降干球溫度濕球溫度

蒸發(fā)冷卻既有顯熱，又有潛熱交換，水可降溫至低于空氣溫度。第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月307.4噴淋室的熱工計算7.4.1噴淋室的熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)123t2tw2t3ts2i1t1i2ts12’1’tw145第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月31123t2tw2t3ts2i1t1i2ts12’1’tw145（1）噴淋室的熱交換系數(shù)（第一熱交換效率、全熱交換效率）第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月32123t2tw2t3ts2i1t1i2ts12’1’tw145利用相似三角形對應(yīng)邊成比例的關(guān)系：得接觸系數(shù)的近似表達(dá)式：（2）噴淋室的接觸系數(shù)（第二熱交換效率、通用熱交換效率）第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月33123t2t3=ts1=ts2t1絕熱加濕過程：tw=ts熱交換效率系數(shù)？接觸系數(shù)=？第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月347.4.2噴淋室熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)的實驗公式各系數(shù)見p264附錄5-8

附錄5-8是在管嘴密度為13個/(m2排)條件下的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴嘴密度變化較大時應(yīng)進(jìn)行修正。A，A’，m,m’,n,n’

均為實驗系數(shù)第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月357.4.3噴淋室的設(shè)計計算計算類型已知條件求解內(nèi)容設(shè)計計算空氣量G噴淋室結(jié)構(gòu)，噴水量W冷水初、終溫tw1，tw2空氣初狀態(tài)t1，ts1，i1空氣終狀態(tài)t2，ts2，i2校核計算空氣量G空氣終參數(shù)t2，ts2，i2，冷水終溫tw2空氣初參數(shù)t1，ts1，i1噴淋室結(jié)構(gòu),噴水量W，冷水初溫tw1

噴淋室的計算類型第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月367.4.4噴淋室計算的主要原則1、噴淋室能達(dá)到的η1=空氣處理過程需要的η1；3、該噴淋室噴出的水能夠吸收（或放出)的熱量=空氣失去（或得到)的熱量。由于W/G=μ,所以：2、噴淋室能達(dá)到的η2=空氣處理過程需要的η2；第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月377.4.5噴淋室設(shè)計的計算方法（1）計算用方程組計算中一般用濕球溫度，而不用空氣焓，取a=i/ts部分a值見p215表5-4第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月38（2）循環(huán)水量Wx的確定冷水量Wl、循環(huán)水量Wx、回水（或溢流水）量Wh

噴淋室G，i1G，i2W,tw1Wh,tw2Wl,tlWx,tw2第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月39（3）噴淋室的阻力計算①前后擋水板的阻力②噴嘴排管阻力③水苗阻力1）前后擋水板阻力2）噴嘴排管阻力3）水苗阻力P：噴嘴前壓力（atm）b：系數(shù)（單排順噴-0.22，單排逆噴0.13，雙排對噴0.075）P216例題第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月407.4.6噴淋室的校核計算噴淋室熱工計算必須同時滿足三個方程式，而這樣解出來的噴水初溫必然是一個定值*成本問題?如果水初溫偏高一些（不是比計算值偏高很多)，但是將水量加大一些，是不是也可達(dá)到同樣的處理效果呢P219例題第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月417.5.1冷卻塔的熱工計算方法(逆流)（1）用焓差法計算冷卻塔的基本方程Merkel方程W-dW,tW,t+dtG,iG,i+di熱平衡方程7.5冷卻塔的熱工計算hmd填料比表面積第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月42令：K：蒸發(fā)水量帶走的熱量系數(shù)第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月43出口水溫t210203040501.00.9K第43頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月44定義：按溫度積分的冷卻數(shù)（冷卻數(shù)）N定義：冷卻塔特性數(shù)N'冷卻數(shù)表示冷卻負(fù)荷與水面散熱速度的比值,N越大表示要求散熱量大，所需淋水裝置大；冷卻塔特性數(shù)N'表示冷卻塔冷卻能力。第44頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月45（2）冷卻數(shù)的確定可利用數(shù)值方法積分下式：分為很多個小線段（3）特性數(shù)的確定其中特性數(shù)與容積傳質(zhì)系數(shù)、冷卻塔構(gòu)造及淋水情況有關(guān)關(guān)鍵是確定容積傳質(zhì)系數(shù)冷卻數(shù)的簡化計算(水的溫降小于15℃)：近似為兩段線段第45頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月46(4)換熱系數(shù)與傳質(zhì)系數(shù)的