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第五章 空气的热湿处理
第五章 空气的热湿处理;基本要求:
1、了解空气热湿处理的途径和设备。
2、掌握用喷水室处理空气的原理、特点及热工计算方
法;
3、掌握用表面式换热器处理空气的原理、特点及热工
计算方法;
4、了解空气的其他热湿处理方法和设备。;第一节 空气热湿处理设备的类型;空气热湿处理设备的类型
介质:水、水蒸汽、制冷剂、液体和固体吸湿剂;第二节 空气与水直接接触时的热湿交换;空气与水的热、湿交换;*热交换的推动力
主体空气与边界层空气之间的温差。
当边界层空气的温度高于主体空气的温度时,边
界层空气向主体空气传热;反之,则主体空气向边界
层空气传热。;*湿交换的推动力
主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。
当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水
蒸汽分压力时,水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移
(蒸发);反之,则水蒸汽分子由主体空气向边界层
迁移(凝结)。;当空气与水在一个微小表面dF(m2)上接触时,显热交换量将是:
式中 α—空气与水表面的显热换热系数,W/(m2.℃);
t—周围空气的温度,℃;
tb—边界层的空气温度,℃。;湿交换量是:
式中 αD—空气与水表面之间按水蒸气分子浓度差计算的湿交换系数,m/s;
C—周围空气中水蒸气分子浓度,kg/m3;
Cb—边界层空气中水蒸气分子浓度,kg/m3.;和湿交换同时发生的潜热交换量是:
式中 r—温度为tb时水的汽化潜热,J/kg
因为总热交换量 ,于是,有下式:
;二、空气与水直接接触时的状态变化过程
1、假想条件下的状态变化过程
*假想条件:与空气接触的水量无限大、接触时间无
限长。
*状态变化过程:水温不变,全部空气都能达到饱和
状态,且空气终温等于水温。;1;空气与水直接接触时各种过程的特点 ;1.A-2过程
在上述假想条件下,以温度等于空气露点温度的冷水与空气直接接触,便可实现A-2过程。这时,尽管空气与水接触,但是由于d=db,所以湿交换量dW=0,空气既未加湿,也未减湿。但是由于t>tb,所以存在显热交换,空气将向水传热而使空气温度下降。结果,空气状态的变化是等湿???却过程。;2.A-4过程
在上述假想条件下,以温度等于空气湿球温度的水与空气直接接触,便可实现A-4过程。这时,空气的终状态将变成该空气的湿球温度状态。然而由于等湿球温度线与等焓线非常接近,所以也可说空气的状态变化为等焓加湿或绝热加湿过程。因此,总热交换量为0.但是,由于t>tb和d<db,说明还存在着显热交换和潜热交换。所以,空气状态的变化是等焓加湿过程。;3.A-6过程
在上述假想条件下,用温度等于空气干球温度的水与空气直接接触,便可实现A-6过程。这时,由于t=tb,所以空气的显热量不发生变化。。但是,由于d<db,说明空气将被加湿,空气的潜热量将增加。结果,空气的状态变化是等温加湿过程。;2、理想条件下的状态变化过程
*理想条件:空气与水的接触时间足够长、但水量有
限。
*状态变化过程:水温发生变化,全部空气都能达到
饱和状态,且空气终温等于水终温(或水初温)。;3、实际条件下的状态变化过程
*实际条件:空气与水的接触时间有限、水量也有限
*状态变化过程:空气最终难以达到饱和状态。
实际变化过程不为直线,但工程中只关心初终状
态,可以用连接初终状态的直线来表示空气的变化过
程。;三、刘伊斯关系式及其应用
; 适用条件:在给定雷诺准则Re条件下,质交换的施米特准则Sc与热交换的普朗特准则Pr数值相等,且边界条件的数学表达式也完全相同时,此时反映对流热交换过程强度的努谢尔特准则Nu及反映对流质交换过程强度的宣乌特准则Sh才相等。;第三节 用喷水室处理空气;一、喷水室的构造和类型
1、喷水室的构造
*喷嘴:使水雾化成液滴
*喷水排管:布置喷嘴
*前挡水板:挡水、使进风均匀
*后挡水板:分离空气中夹带的水滴、减少过水量
*管道系统:供水管、循环水管、补水管、溢水管、
泄水管
*其他:水泵、底池、滤水器、溢水器等。;普通卧式单级喷水室;普通立式单级喷水室;;2、喷水室的类型
*卧式喷水室、立式喷水室
*单级喷水室、双级喷水室
*低速喷水室、高速喷水室
*带旁通的喷水室、带填料层的喷水室;二、喷水室的水系统
根据空调系统使用冷源的不同。喷水室的水系统形式也不同。一般地说,使用天然冷源比使用人工冷源的水系统要简单一些。
(一)使用天然冷源的水系统
(二)使用人工冷源的水系统
1.自流回水方式
2.压力回水方式;自流回水式喷水室水系统(a);自流回水式喷水室水系统(b);压力回水的喷水室水系统(a);压力回水的喷水室水系统(b);三、喷水室的热工计算
(一)用喷水室处理空气
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