热质交换原理与设备(chapter4 new)ppt课件.ppt

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1、本章重点：1.空气热质处理的主要的技术原理和方法4.1空气热质处理的途径第4章空气热质处理方法4.1.1几个相关概念(1)空气调节：对空气的温湿度进行处理，使之达到要求。(2)新风：室外经过热质交换设备处理后进入室内的新鲜空气。用途：满足室内人员的卫生要求，补充室内的正压。(3)热舒适性：人体对周围环境的热舒适性感觉。(4)湿空气焓湿图：湿空气状态参数及其变化特征的曲线。包括：等焓线，等湿线，等温线，等相对湿度线。第4章空气热质处理方法(5)回风：从室内引出的空气，经过热质交换设备处理后再次进入室内

2、的空气。(6)送风状态点：为保持室内环境参数要求送入房间的空气状态。(7)夏季室内设计工况：舒适性空调参数：温度24~28℃，相对湿度40~60%，风速≤0.3m/s(8)冬季室内设计工况：舒适性空调参数：温度18~22℃，相对湿度40~60%，风速≤0.2m/s第4章空气热质处理方法4.1.3空气热质处理的各种方案同一送风状态点可以有不同的处理途径第4章空气热质处理方法4.1.3空气热质处理设备（1）.混合式热质交换设备：喷淋湿室，蒸汽加湿器，局部补充加湿装置，液体吸湿剂。（2）.间壁式热质交换设

3、备：空气加热器和表冷器。第4章空气热质处理方法4.2空气与固体表面之间的热质交换4.2.1湿空气在冷表面上的冷却降湿第4章空气热质处理方法物理模型解释湿空气和水膜在无限小的微元面积dA上的热、质交换量第4章空气热质处理方法G－－为湿空气的质量流量，kg／s；d、di——分别为湿空气主流和紧靠水膜饱和空气的含湿量，kg／kg干空气；t、ti——分别为湿空气主流和凝结水膜的温度，℃；h——为湿空气侧的换热系数，W／(m2·K)；hmd——为以含湿量为基准的传质系数。－假定水膜和金属表面的热阻可不计，则单

4、位面积上冷却剂的传热量为：第4章空气热质处理方法热平衡刘伊斯关系式第4章空气热质处理方法得到：麦凯尔（Merkel）方程式（显热＋潜热）结论：湿空气主流与与靠近水膜饱和空气的焓差是热、质交换的推动力。4.2.2湿空气在助片上的冷却降湿过程第4章空气热质处理方法物理模型解释条件：（1）热、质传递过程是稳定的；（2）肋片的导热系数、肋根温度tFB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。在X方向的断面上的导热量为：第4章空气热质处理方法在dX微元体上的导热增量为：在dX的微

5、元体上，凝结水膜与肋片的传热量为：第4章空气热质处理方法空调温度范围内，为了简化计算过程，饱和空气的焓可近似用下式表示为：a、b分别为计算空气焓的简化系数与导热增量平衡dX的微元体上，湿空气和水膜的总传热量为：第4章空气热质处理方法由导热表达式得：能量平衡边界条件第4章空气热质处理方法肋根部肋顶部对于肋顶部（无导热量）空气的i近似作为常量由的求解值计算肋效率第4章空气热质处理方法湿肋的肋效率定义：空气焓与肋片平均温度对应焓的差与空气焓与肋片根部温度对应焓的差的比值L－肋片长度4.3空气与水直接接触时

6、的热湿交换4.3.1热湿交换原理空气与水直接接触时，既有显热交换又有潜热交换，并伴有质交换结论：温差是热交换的推动力（高温向低温传递），水蒸气分压力差是质交换的推动力（高分压向低分压传递）。第4章空气热质处理方法第4章空气热质处理方法当空气与水在一微元面积dA（m2）上接触时，空气温度变化为dt，含湿量变化为d(d)，显热交换量将是：第4章空气热质处理方法湿交换量第4章空气热质处理方法潜热交换量总热交换量总热交换量与显热交换量之比称为换热扩大系数，或析湿系数第4章空气热质处理方法水侧总热交换量热交换

7、量平衡4.3.2空气与水直接接触时的状态变化过程假想条件下的热质交换：(1)与空气接触的水量无限大，这样水温在整个过程中不发生变化，空气一直是与同一温度下的水进行换热。(2)接触时间无限长，由于水量无限大，时间足够长，空气温度都能达到水温，而且能达到饱和状态，所以终状态是温度为水温的饱和状态。七种典型过程的特点第4章空气热质处理方法露点温度水温湿球温度干球温度热、质传递与温度、分压力的关系分析接触时间充分，但水量有限的情况分析假定：水初温低于空气露点温度，水与空气运动方向相同（顺流）的情况热质空气水

8、水表层饱和空气水蒸气分压力由水温决定接触时间充分，但水量有限的情况分析水初温低于空气露点温度，水与空气运动方向相反（逆流）的情况；逆流和顺流的差异弯曲方向相反空气水从空气入口开始分析接触时间充分，但水量有限的情况分析水初温高于空气温度，水与空气运动方向相同（顺流）的情况；热质空气水4.3.3空气和水直接接触时的增湿和减湿显热h(t-tb)潜热r.hmd(d-db)dQz=[h(t-tb)+rhmd(d-db)]dA第4章空气热质处理方法麦凯尔方程4.3.4.1焓差是总