《热质传递》PPT课件

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1、第十三章热质同时传递的过程一、过程特征与过程方向判断二、过程速率四、过程计算三、过程极限一、过程特征与过程方向判断分类以传热为目的伴有传质：热水塔，凉水塔以传质为目的伴有传热：固体干燥、精馏等特征：具有发生传热或传质方向逆转的可能性热质同时传递，相互之间有影响。一个过程进行必将打破另一过程瞬时平衡，使过程发生逆转。图象记忆：（1）水的传质，传热热水塔温度始终单调上升凉水塔蒸汽压始终单调下降（2）逆转热水塔—传质逆转，凉水塔—传热逆转逆转原因?热气向冷水传热。在塔底部造成水由液相向气相蒸发对热水塔：水温液相气相传质传热气相液相对凉水塔：以

2、致塔底部造成水温冷空气温度t造成传热逆转传热气相液相热水温度高，因而液相水汽平衡分压ps>气相水汽分压p水汽液相汽化气相传质水既传显热又以汽化的水分给气相以潜能，因而水温，液体平衡分压Pe由液温唯一决定，而气体温度与水汽分压则为独立变量。过程方向判断依据：传热：或高温位低温位传质：或高分压相低分压相热质传递，方向逆转根本原因：问题的解决必须从空气和水两个不同方面考虑二、过程速率单位质量干气体带有的水汽量空气湿度H=1、传热速率气体湿度H的定义：2、传质速率以湿度差为推动力PS为液相温度的平衡分压道尔顿分压定律：气体分压比等于摩尔比H=空

3、气—水系统饱和湿度HS气相中水汽分压等于水温下的饱和蒸汽压时气体的湿度或三、过程极限单一的传热过程的极限：温度相等，达到热平衡状态单一的传质过程的极限：气相分压与液相平衡分压相等，达到相平衡状态热、质传递同时进行1、气相状态固定不变，液相状态变化（大量空气，少量水长期接触）2、液相状态固定不变，气相状态变化液相极限温度——湿球温度液相极限温度——绝热饱和温度（少量空气，大量水长期接触）起初由于过程逆转（传热）水汽化从其自身吸热使水温空气传热水水传质空气1、气相状态固定不变，液相状态变化液相极限温度——湿球温度如果这一热量不足以补偿水的汽

4、化所需热量，水的温度θ继续下降。当空气传给水显热与水汽化所需热量相等时，达到平衡状态。这时的温度即为极限温度—湿球温度过程分析：从分析过程可见，水汽化温度下降接受空气传给的热，由于水汽化以后水汽进入气相将热量又带到气相，形成动态平衡，此时，空气传给水的热量恰等于水分因分压差而汽化所需的热量，水温不再变化。所以既与传热有关又与传质有关注意：后，这里的不可能无限制下降，因为汽化热下降，，气相传给水热量上升，最终达到平衡。讨论：（1）是空气状态参数，与水的初始情况无关这就是水（液相）的极限温度—湿球温度凉水塔底情况即如此。（2）对空气—水系统

5、下的饱和湿度（3）求解是个试差过程解法二：查图求解图13—5P308（求计比较计设）解法一：设查查无穷多塔板，塔底温度无限趋近极限温度2、液相状态固定不变，气相状态变化绝热饱和温度因为是理论塔板，该级气相温度必与液体温度相等气相中水汽分压与该级水温下的饱和蒸汽压相等空气传给水的显热=水汽化后带回空气的潜热下的饱和湿度下的汽化热在绝热、无热损失条件下液相从气相得到的显热恰好用于汽化水分所需的潜热讨论：是气体在绝热条件下（等焓）降温增湿到饱和的过程（1）绝热饱和温度的含义（2）空气—水系统（3）（具有巨大的应用价值）——干燥的理论基础易测易

6、查二者区别物理意义不同传热和传质速率均衡的结果—动力学热量衡算和物料衡算导出—静力学水温θ20℃10℃传热方向气水气水传质方向气水气水解：判断依据：传热比较温度高低由高低传质或查表常压下P总=100与二种状态水接触，试判断传热传质方向1.已知常压下，湿空气，湿度H=0.0127kg水汽/kg干气课堂讨论判断方法一、由气水水气方法二、气水水气解：其中由得2.已知求湿度H湿空气℃℃（pw=5.63kPa、rW=2418kJ/kg）四、过程计算1、湿空气热焓I定义：1kg干气焓+Hkg水汽焓焓基准：干气0℃水汽0℃所以：干气比热水汽比热水汽化

7、热空气湿比热容2、凉水塔高度估算全塔物料衡算：全塔热量衡算：由于凉水塔内水分蒸发量不大，故热量衡算式传质速率式传热速率式物料衡算式L近似不变微元塔段内过程的数学描述近似计算出发点CPH=常数（2）以焓差为推动力的近似计算法计算简便，存在误差计算方法：（1）逐段计算法适用范围广，从塔底开始，取ΔZ逐段计算塔高的计算NOG的近似求解设饱和湿空气热焓湿空气热焓塔高的计算Is=（1.01+1.88Hs）+roHs水温下饱和湿空气的焓又（L近似不变，CPL水比热）I~θ为直线关系—操作线由表13—1查出为非线性关系P317/230*全塔热量衡算计

8、算用数值积分求解若近似为直线计算同解吸一样NOG的近似求解解题示例习题P319/231/2.1.已知：P=1atm，填料塔H=∞，t=25℃，tW=20℃θ=40℃，逆流接触求；（1）大量空气，少量水时的θ