设备管理_空气与固体表面之间的热质交换简介

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 散热器 1 铸铁柱型散热器铸铁柱型散热器传热系数大 型式美观 不易积灰 单片面积小 容易组成所需要的散热面积 防腐性好 使用寿命长 但造价较高 金属热强度低 片与片间的接口多 承受压力比钢制散热器低 2 铸铁长翼型散热器长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋片 外壳内部为一扁盒状空间 3 铸铁圆翼型散热器 4 钢制柱型散热器钢制柱型散热器与铸铁柱型散热器相似 每片有几个中空立柱 5 钢制板型散热器钢制板型散热器由面板 背板 进出水口接头 放水门固定套及上下支架组成 6 闭式钢串片对流散热器闭式钢串片对流散热器由钢管 钢片 联箱及管接头组成 7 钢制扁管型散热器 图4 5柱型散热器示意图 图4 6长翼型散热器示意图 图4 7圆翼型散热器示意图 图4 8钢制柱型散热器的结构 图4 9钢制板型散热器的结构 图4 10闭式钢串片式散热器的结构和尺寸 图4 11钢制扁管型散热器的结构和尺寸 1 管壳式换热器管壳式换热器是目前应用最广泛 技术上最成熟的传统的换热器 2 螺旋板式换热器螺旋板式换热器是近几十年来广泛使用的换热设备 具有传热效率较高 结构紧凑的优点 3 板式换热器板式换热器是一种传热效率高 结构紧凑的新型换热器 4 容积式换热器容积式换热器既是换热器又是储水箱 多用于生活热水用户 5 单元组合式换热器单元组合式换热器是一种适合现代供热发展需要的新型换热设备 它是在吸收20世纪90年代国际先进技术基础上研制而成的 6 半即热式换热器半即热式换热器是一种新型换热设备 它是在吸收20世纪90年代国际先进技术基础上研制而成 广泛应用于一般工业及民用建筑的生活热水 采暖和空气调节等系统 图4 12固定管板式汽 水换热器1 外壳2 管束3 固定管板4 前水室5 后水室 图4 13浮头式管壳汽 水换热器1 浮头2 被加热水入口3 被加热水出口4 蒸汽入口5 蒸汽出口6 汽侧排气口7 挡板8 水侧排气口 图4 14U形管管壳式汽 水加热器 图4 15套管式水 水换热器 图4 16分段式水 水换热器1 凝结水入口2 凝结水出口3 被加热水 回水 入口4 被加热水 回水 出口5 膨胀节 图4 17浮头式水 水换热器 图4 18汽 水螺旋板式换热器 图4 19水 水螺旋板式换热器 图4 20单流程组合方式 图4 21多流程组合方式 图4 22板式换热器 图4 23卧式容积式换热器 图4 24立式容积式换热器 图4 25单元组合式换热器 图4 26半即热式换热器 3 空气加热器 表4 1热媒的选择 4 空气冷却器 图4 27各种肋片形式 4 3 2混合式热质交换设备 1 喷水室2 冷却塔3 喷射泵4 汽水混合加热器5 间接式蒸发冷却器 9 1 喷水室 1 喷水室的用途喷水室主要用于对空气加热 冷却 除湿或加湿处理 根据喷洒的水温不同 可以实现多种过程 如加热加湿 水温大于空气温度 冷却减湿 水温小于空气露点温度 等温加湿 水温等于空气温度 和绝热加湿过程 水温等于湿球温度 2 喷水室的结构喷水室有下列类型 卧式 立式 单级 双级 低速 高速 3 喷水室处理空气的特点在喷水室处理空气过程中 被处理的空气与喷嘴中喷出的小水滴表面进行直接接触 进行热质交换 图4 28卧式喷水室结构示意图1 前挡水板2 喷嘴与排管3 后挡水板4 底池5 冷水管6 滤水器7 循环水管8 补水管9 溢水管10 泄水管11 检查门12 浮球阀13 溢水器 图4 29立式喷水室结构示意图1 挡水板2 喷嘴与排管3 水泵4 冷水管5 溢水管6 泄水管7 底池8 补水管9 循环水管10 供水管11 新风口12 浮球阀13 溢水器 图4 30用喷水室处理空气的假想和理想情况a 假想情况b 理想情况 图4 31喷水室处理空气的实际过程 2 冷却塔 1 冷却塔的形式冷却塔是用自然通风或机械通风的方式 利用冷空气将温度较高的水进行冷却然后再循环使用的设备 2 冷却塔的结构冷却塔主要包括以下几个部分 淋水装置 配水系统和通风筒 图4 32冷却塔示意图1 配水系统2 淋水装置3 百叶窗4 集水池5 空气分配区6 风机7 风筒8 收水器 1 淋水装置 又叫填料 2 配水系统 其作用在于将水均匀地分配到整个淋水面积上 提高淋水装置的冷却能力 3 通风筒 是冷却塔的外壳 气流的通道 图4 33点滴式淋水装置板条布置a 棋盘式b 方格式c 倾斜式d 阶梯式 图4 34薄膜式淋水装置a 小间距平板淋水填料b 石棉水泥板淋水填料c 斜波交错填料d 蜂窝淋水填料 图4 35铅丝水泥网板淋水装置 图4 36配水系统a 槽式b 管式c 池式 图4 37冷却塔示意图1 布水器2 填料3 隔墙4 集水池5 进风口6 风机7 风筒8 收水器9 风伞10 塔体11 导风板 3 喷射泵 1 喷射泵的类型和用途喷射泵是利用喷管把压力较高的流体喷出 形成高速低压流体 使其压力低于被引射流体的压力 这样就把被引射流体吸入混合室混合 进行热质交换 再一起进入扩压管 达到同样的压力和温度后流出喷射泵 2 喷射泵的构造和工作原理喷射泵的主要部件包括工作喷管 引入室 混合室和扩散管 如图4 38所示 3 水 水喷射泵水 水喷射泵也可简称为水喷射器 4 汽 水喷射泵汽 水喷射泵也可简称为蒸汽喷射泵 图4 38喷射泵示意图 图4 39水喷射器压力与速度变化 图4 40QSH型汽水混合加热器示意图 复习思考题和习题1 选择散热器时应考虑哪些因素 2 喷水室处理空气时 假想情况 理想情况和实际情况的含义是什么 3 在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行冷却减湿的理想过程 4 在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行加热加湿的理想过程 5 喷射泵有哪些类型 举例说明各种喷射泵的用途 6 已知通过空气冷却器的风量为5000kg h 冷却前的空气状态为干球温度t 27 湿球温度ts 20 冷却后的空气状态为t 15 ts 14 试问空气冷却器吸收了多少热量 7 需将干球温度t 35 相对湿度 60 的室外空气处理到t 22 50 为此先通过空气冷却器减湿冷却 再通过加热器加热 8 对风量为1000kg h 状态为干球温度t 16 相对湿度 30 的空气 用喷蒸汽装置加入了4kg h的水汽 试问处理后的空气终态是多少 如果加入