热值交换第4章

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1、第4章空气的热湿处理52-12021/7/1内容空气的热湿处理途径4.1空气与固体表面之间的热湿交换4.2空气与水直接接触的热湿交换4.32021/7/152-2§4.1空气热质理的途径一.几个相关概念空气调节热舒适性新风回风湿空气焓湿图送风状态点夏季室内设计工况冬季室内设计工况以1kg干空气的湿空气为基准，在一定的大气压力下，取焓h与比湿度d为坐标，图中有定比湿度、定水蒸气分压力、定露点温度、定焓、定湿球温度、定干球温度、定相对湿度各线簇。2021/7/152-4定比湿度线簇一定压力下，水蒸气分压与比湿度一一对应，因此定比湿度线簇也是定水蒸气分压力

2、线簇。露点温度td取决于水蒸气分压，因此定比湿度线簇也是定td线簇。52-5定焓线簇52-6定温（干球温度）线簇52-7定相对湿度线簇Φ=100%时线实际上是不同比湿度d下露点的轨迹Φ=0%时即为干空气，d＝0，即纵坐标轴52-8水蒸气分压力线簇由于d通常很小，所以pv与d近似成线性52-9定湿球温度线簇由于d通常很小，湿球温度也不高，定tw线可近似以定焓线代替52-1005432W'd0i1t0LOL'Wj=100%(1)W→L→O喷淋室喷冷水(或用表面冷却器)冷却减湿→加热器再热(1)W’→2→L→O:加热器预热→喷蒸汽加湿→加热器再热夏季：冷却

3、减湿冬季：加热加湿(2)W→1→O:固体吸湿剂减湿→表面冷却器等湿冷却(3)W→O:液体吸湿剂减湿冷却(2)W‘→3→L→O:加热器预热→喷淋室绝热加湿→加热器再热(3)W'→4→O:加热器预热→喷蒸汽加湿(4)W'→L→O:喷淋室喷热水加热加湿→加热器再热(5)W'→5→L'→O:加热器预热→一部分喷淋室绝热加湿→与另一部分未加湿空气混合二、空气热湿处理的原理和方案2021/7/152-11三、空气热湿处理及设备根据各种热质交换设备的特点不同分成两大类：混合式热质交换设备：包括喷淋室、蒸汽加湿器、局部补充加湿装置以及使用液体吸湿剂的装置等间壁式热质

4、交换设备：包括光管式和肋管式空气加热器及空气冷却器等有的空气处理设备如喷水式表面冷却器则兼有这两类设备的特点。2021/7/152-12B冷却除湿是将空气冷却到露点温度以下，从而将其中水蒸气部分去除的方法冷却盘管凝结水CA湿空气通过盘管的情况冷却除湿时空气状态变化的i-d图上表示§4.2空气与固体表面之间的热湿交换2021/7/152-13湿空气传质气膜冷凝液膜冷却介质传热金属壁湿空气在冷壁面上的冷却去湿过程示意图空调工程中通常用金属冷壁面除掉湿空气中的水分，使得空气侧壁面出现水蒸汽冷凝液在重力作用下的流动一、湿空气在冷表面上的冷却降湿2021/7/

5、152-14湿空气边界层冷表面冷却剂边界层冷却剂W湿空气Gttitw凝结水膜dAddi2021/7/152-15如图,取湿空气和水膜的微元面积dA:空气失去的显热空气失去的水蒸气空气主流与冷表面的热交换是由于主流空气与凝结水膜之间的温差(t-ti)而产生的,而质交换则是由于空气主流与凝结水膜相邻的饱和空气层中的水蒸气的分压力差,即含湿量差(d-di)而引起的1.由主流空气传给凝结水膜的显热量为:2.由主流空气与水膜相邻的饱和空气中含湿量差产生的质交换为:湿空气边界层冷表面冷却剂边界层冷却剂W湿空气Gttitw凝结水膜dAddi空气侧：忽略水膜和金属表

6、面的热阻，冷却剂得到的热量：2021/7/152-17根据热平衡：对于水-空气系统，根据刘伊斯关系式改写为表明：湿空气在冷却表面进行冷却降湿过程中，湿空气主流与紧靠水膜的饱和空气的焓差是热湿交换的推动力。——麦凯尔方程2021/7/152-18hmd原为以含湿量差为推动力的传质系数,这里应理解为总热交换系数.湿空气在冷却降湿过程中的过程线斜率点（i,tw)与(ii,ti)的连接线斜率根据热平衡，空气侧：2021/7/152-19上式表示i与tw之间的工作线斜率又：湿空气在冷却降湿过程中的过程线斜率点（i,tw)与(ii,ti)连接线斜率可在i-t图上

7、作出湿空气在表冷器冷却减湿过程中的温度与焓的变化曲线2021/7/152-20湿空气冷却减湿过程示意图ti●M(i2,t2)PQB(i1,tw2)●●tw2i2tw1t1饱和线工作线冷却减湿过程线●E(i1,t1)t2连接线切线A(i2,tw1)●湿空气入口状态湿空气出口状态出口端冷却剂温度入口端冷却剂温度C(ii,ti)ts2ts1湿球温度干球温度湿球温度干球温度2021/7/152-21在i-t图上作出湿空气冷却降湿过程中温度与焓的变化曲线（图解法），步骤如下：1.在i-t图作饱和线PQ，标注空气进口状态点E(t1,i1)2.作tw2线与等i1线

8、相交于点B(tw2,i1)，以式（3）为斜率，过B点作直线BA与tw1相交于点A(tw1,i2)3.以式（2