第三章空气的热湿处理.ppt

第三章第三章 空气的热湿处理空气的热湿处理第一节第一节 空气热湿处理途径及使用设备的类型空气热湿处理途径及使用设备的类型第二节第二节 空气与水直接接触时的热湿交换空气与水直接接触时的热湿交换第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气第四节第四节 用表面式换热器处理空气用表面式换热器处理空气第五节第五节 空气的其它加热加湿方法和设备空气的其它加热加湿方法和设备第六节第六节 空气的其它除湿方法和设备空气的其它除湿方法和设备第三章第三章 空气的热湿处理空气的热湿处理基本要求基本要求：1 1、了解空气热湿处理的途径和设备。、了解空气热湿处理的途径和设备。2 2、掌握用喷水室处理空气的原理、特点及热工计算方、掌握用喷水室处理空气的原理、特点及热工计算方法；法；3 3、掌握用表面式换热器处理空气的原理、特点及热工、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；计算方法；4 4、了解空气的其他热湿处理方法和设备。、了解空气的其他热湿处理方法和设备。第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型一、一、空气热湿处理的各种方案空气热湿处理的各种方案 任务任务：把室外空气状态处理到送风状态。：把室外空气状态处理到送风状态。1 1、夏季、夏季（减湿冷却减湿冷却）（1 1）WLOWLO喷水室喷冷水（或表面喷水室喷冷水（或表面式冷却器）减湿冷却式冷却器）减湿冷却加热器再热加热器再热W1LO第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型（2 2）W1OW1O固体吸湿剂等焓减湿固体吸湿剂等焓减湿表面式冷却器表面式冷却器等湿冷却等湿冷却（3 3）WOWO液体吸湿剂减湿冷却液体吸湿剂减湿冷却W1LO第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型2 2、冬季、冬季（加热加湿加热加湿）喷水室喷热水喷水室喷热水加热加湿加热加湿加热器再热加热器再热（1 1）WLOWLOWLO2345L第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型（2 2）W2LOW2LO喷蒸汽等温加湿喷蒸汽等温加湿加热器预热加热器预热加热器再热加热器再热WLO2345L第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型（3 3）W3LOW3LO喷水室等焓加湿喷水室等焓加湿加热器预热加热器预热加热器再热加热器再热WLO2345L第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型（4 4）W4OW4O喷蒸汽等温加湿喷蒸汽等温加湿加热器预热加热器预热WLO2345L第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型（5 5）W5LW5L 5 5O一部分空气喷水室等焓加湿一部分空气喷水室等焓加湿加热器预热加热器预热与另一部分未加湿的与另一部分未加湿的空气混合空气混合WLO2345L第一节第一节 空气热湿处理的途径空气热湿处理的途径及使用设备的类型及使用设备的类型二、空气热湿处理设备的类型二、空气热湿处理设备的类型 介质介质：水、水蒸汽、制冷剂、液体和固体吸湿剂：水、水蒸汽、制冷剂、液体和固体吸湿剂液体吸湿剂装置液体吸湿剂装置接触式热湿接触式热湿处理设备处理设备喷水室喷水室蒸汽加湿器蒸汽加湿器高压喷雾加湿器高压喷雾加湿器表面式热湿表面式热湿处理设备处理设备空气加热器空气加热器空气冷却器空气冷却器热湿处热湿处理设备理设备湿膜加湿器湿膜加湿器超声波加湿器超声波加湿器第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换一、空气与水直接接触时的热湿交换原理一、空气与水直接接触时的热湿交换原理边界层边界层水水未饱和空气未饱和空气边界层边界层未饱和空气未饱和空气水滴水滴空气与水的热、湿交换空气与水的热、湿交换 (a)(a)敞开的水面敞开的水面 （b)b)飞溅的水滴飞溅的水滴第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换热交换的推动力热交换的推动力 主体空气与边界层空气之间的主体空气与边界层空气之间的温差温差。当边界层空气的温度高于主体空气的温度时，边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。层空气传热。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换湿湿交换的交换的推动力推动力 主体空气与边界层空气之间的主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差水蒸汽分压力差。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（蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层迁移（凝结）。迁移（凝结）。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换热热湿湿交换量交换量xpbdQGc dt(tt)dFqq bbdWGd(d)(PP)dF=(dd)dFqbdQrdWr(dd)dFzxqbbdQ=dQ+dQ(tt)+r(dd)dFzwdQ=Wcdt显热交换量显热交换量：湿交换量湿交换量：潜热交换量潜热交换量：总热交换量总热交换量：换热扩大系数换热扩大系数：zx=dQ/dQ第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换二、二、空气与水直接接触时的状态变化过程空气与水直接接触时的状态变化过程 1 1、假想条件下假想条件下的状态变化过程的状态变化过程 假想条件：与空气接触的水量无限大、接触时间无假想条件：与空气接触的水量无限大、接触时间无限长。限长。状态变化过程：状态变化过程：水温不变，全部空气都能达到饱和水温不变，全部空气都能达到饱和状态，且空气终温等于水温。状态，且空气终温等于水温。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换空气与水直接接触时各种过程的特点空气与水直接接触时各种过程的特点 过程线过程线水温特点水温特点温度或温度或显热显热含湿量含湿量或潜热或潜热焓或焓或总热总热过程名称过程名称A A1 1 降低降低减小减小减小减小减焓减焓减减湿冷却湿冷却A A2 2 降低降低不变不变减小减小减焓等湿冷却减焓等湿冷却A A3 3降低降低增大增大减小减小减焓加湿冷却减焓加湿冷却A A4 4 降低降低增大增大不变不变等焓加湿冷却等焓加湿冷却A A5 5 降低降低增大增大增大增大增焓加湿冷却增焓加湿冷却A A6 6 不变不变增大增大增大增大增焓等温加湿增焓等温加湿A A7 7升高升高增大增大增大增大增焓加热加湿增焓加热加湿wttlwttlwst ttlwst=tswAt t t第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换1A2435676At=t4st=t2t=tl第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换2 2、理想条件下的理想条件下的状态变化过程状态变化过程 理想条件：空气与水的接触时间足够长、但水量有理想条件：空气与水的接触时间足够长、但水量有限。限。状态变化过程：状态变化过程：水温水温发生变化，全部空气都能达到发生变化，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）。饱和状态，且空气终温等于水终温（或水初温）。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换(a)(a)顺流顺流 (b)(b)逆流逆流 (c)(c)顺流顺流w1ttlw1ttlw1AttAw1t123wtwtw2t=100%w1tA123wtwtw2t=100%Aw1t123wtwtw2t=100%第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换3 3、实际条件下实际条件下的状态变化过程的状态变化过程 实际条件：实际条件：空气与水的接触时间有限、水量也有限空气与水的接触时间有限、水量也有限状态变化过程：状态变化过程：空气最终难以达到饱和状态。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态，可以用连接初终状态的直线来表示空气的变化过程。程。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换三、热湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程三、热湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程 bb(tt)dF=r(dd)dFpbbGc(tt)Gr(dd)p/=c 绝热加湿过程，空气失去的显热绝热加湿过程，空气失去的显热=水蒸发需要的潜热：水蒸发需要的潜热：xqdQ=dQ1 1、刘伊斯关系式、刘伊斯关系式 即即热交换系数与湿交换系数之比为常数热交换系数与湿交换系数之比为常数。也适用。也适用于其他过程。于其他过程。第二节第二节 空气与水直接接触时的空气与水直接接触时的热湿交换热湿交换2 2、麦凯尔方程、麦凯尔方程zxqbbpbbbdQ=dQ+dQ(tt)+r(dd)dF=c(tt)+r(dd)dF=(hh)dF总热量总热量：即即总热交换的推动力是主体空气和边界层空气之总热交换的推动力是主体空气和边界层空气之间的间的焓差焓差。第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气 优点优点缺点缺点 能实现多种空气处理过程（能实现多种空气处理过程（7 7种）种）；具有一定的空气净化能力；具有一定的空气净化能力；金属耗量少，容易加工。金属耗量少，容易加工。对水质要求高；对水质要求高；占地面积大；占地面积大；水泵耗能大。水泵耗能大。第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气 一、喷水室的构造和类型一、喷水室的构造和类型1 1、喷、喷水室的构造水室的构造喷嘴：喷嘴：使水雾化成液滴使水雾化成液滴喷水排管：喷水排管：布置喷嘴布置喷嘴前挡水板：前挡水板：挡水、使进风均匀挡水、使进风均匀后挡水板：后挡水板：分离空气中夹带的水滴、减少过水量分离空气中夹带的水滴、减少过水量管道系统：管道系统：供水管、循环水管、补水管、溢水管、供水管、循环水管、补水管、溢水管、泄水管泄水管 其他：水泵、底池、滤水器、溢水器等。其他：水泵、底池、滤水器、溢水器等。第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气 2 2、喷、喷水室的类型水室的类型卧式喷水室、立式喷水室卧式喷水室、立式喷水室单级喷水室、双级喷水室单级喷水室、双级喷水室低速喷水室、高速喷水室低速喷水室、高速喷水室带旁通的喷水室、带填料层的喷水室带旁通的喷水室、带填料层的喷水室第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气 二、喷水室的热工计算方法二、喷水室的热工计算方法1 1、喷水室的喷水室的热交换效率热交换效率 表示实际过程接近理想过程的程度。表示实际过程接近理想过程的程度。（1 1）全热交换效率）全热交换效率E Es2w2s1w1ttE1tt 绝热加湿以外的其他处理过程：绝热加湿以外的其他处理过程：绝热加湿过程：绝热加湿过程：s12s21tttE1tt 定义式定义式第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气（2 2）通用热交换效率）通用热交换效率EE2s21s1ttE1tt EE 绝热加湿过程：绝热加湿过程：定义式定义式第三节第三节 用喷水室处理空气用喷水室处理空气 2 2、热湿交换效果的影响因素热湿交换效果的影响因素（1 1）空气的质量流速空气的质量流速22.53.5kg/(ms):增大，则增大，则E E、EE增大，并且可以减小喷水室的增大，并且可以减小喷水室的横断面积，但也会使过水量和喷水室阻力增大。横断面积，但也会使过水量和喷水室阻力增大。常用范围：常用范围：（2 2）喷水系数喷水系数W/G 增大，则增大，则E E、EE增大，但水泵的能耗也会增大。增大，但水泵的能耗也会增大。定义定义：处理处理每每kgkg空气所用的水量，空气所用的水量，第三节第三节 用喷水室处理空气用