混合式熱值交換設(shè)備

1、混合式熱值交換設(shè)備第1頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四27.4 噴淋室的熱工計(jì)算7.6 其它混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的熱工計(jì)算7.3 混合式設(shè)備發(fā)生熱質(zhì)交換的特點(diǎn)7.2 影響混合式熱質(zhì)交換設(shè)備的主要因素7.5 冷卻塔的熱工計(jì)算7.1 混合式換熱器的形式與結(jié)構(gòu) 第2頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四37.1 混合式換熱器的形式與結(jié)構(gòu) 混合式換熱器按用途可分為：冷卻塔（或稱冷水塔) 氣體洗滌塔（或稱洗滌塔）噴射式熱交換器混合式冷凝器7.1.1 混合式換熱器的種類(lèi) 第3頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四4（1） 冷卻塔（或稱冷水塔) co

2、oling tower 用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用use air to cool water第4頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四5（2） 氣體洗滌塔（或稱洗滌塔）clean/cool gas 空調(diào)工程中的噴淋室是它的一種特殊形式 用來(lái)洗滌氣體中的某些組分，如有害氣體、灰塵等立式洗滌塔噴淋室use water to handle air第5頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四6（3） 噴射式熱交換器 壓力較高的流體由噴管?chē)姵觯蛪毫黧w被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，并一同進(jìn)入擴(kuò)散管。第6頁(yè)，共

3、48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四7（4） 混合式冷凝器用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝 第7頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四87.1.2 噴淋室的類(lèi)型和構(gòu)造 (1) 噴淋室的構(gòu)造 第8頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四97、循環(huán)水管：14、溢水管：11、補(bǔ)水管：15、泄水管：與底池相通的四個(gè)管的作用?第9頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四10（2）噴淋室的類(lèi)型：臥式、立式(處理小風(fēng)量，占地面積小)單級(jí)，雙級(jí)低速(23m/s)，高速(3.56m/s，Carrier產(chǎn)品 810m/s)帶填料式(增加噴水效率)第

4、10頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四11帶填料層的噴淋室：凈化空氣第11頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四127.1.3 冷卻塔的類(lèi)型與結(jié)構(gòu) （1）冷卻塔類(lèi)型 根據(jù)空氣與水接觸方式分為： 干式冷卻塔； 濕式冷卻塔；第12頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四13冷卻塔第13頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四14自然通風(fēng)原理？按通風(fēng)方式分為：自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)冷卻塔：stack or chimney effect雙曲線型冷卻塔：塔高一般為75110米，底邊直徑65100米，塔內(nèi)上部為風(fēng)筒多用于火電廠、核

5、電站的循環(huán)水自然通風(fēng)冷卻第14頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四15抽風(fēng)式 鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔:鼓風(fēng)式和抽風(fēng)式，which one is better?鼓風(fēng)式：塔頂出風(fēng)風(fēng)速較低，易倒灌至冷卻塔 抽風(fēng)式：高溫潮濕空氣，對(duì)風(fēng)機(jī)要求高 第15頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四16橫流逆流按熱水和空氣的流動(dòng)方向分為：逆流式冷卻塔； 橫流（交叉流）式冷卻塔。第16頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四17（2）冷卻塔構(gòu)造：淋水裝置，配水系統(tǒng)，通風(fēng)筒 1）淋水裝置（填料） 作用：增大水與空氣的接觸面積、接觸時(shí)間，促進(jìn)水氣 之間的熱質(zhì)交換。按水

6、在冷卻塔中的形狀可分為：點(diǎn)滴式；薄膜式； 點(diǎn)滴薄膜式。第17頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四18傾斜式階梯式棋盤(pán)式方格式點(diǎn)滴式淋水裝置板條布置方式水滴散熱占總散熱量的60-75%，板條上的水膜散熱占25-40%第18頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四19淋水片雙向波S波六角蜂窩薄膜式淋水裝置填料：水的散熱主要靠薄膜斜折波第19頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四20利用多層網(wǎng)格板淋水點(diǎn)滴薄膜式淋水裝置第20頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四212）配水系統(tǒng)作用：將循環(huán)水均勻的分配到整個(gè)淋水面積常用的配水系統(tǒng)

7、有：槽式；管式； 池式。第21頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四22槽式配水系統(tǒng)管式（旋轉(zhuǎn)）配水系統(tǒng)池式配水系統(tǒng)第22頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四233）通風(fēng)筒：氣流的通道自然通風(fēng)風(fēng)筒較高 機(jī)械通風(fēng)：10m左右第23頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四247.2 影響混合式設(shè)備（噴淋室、冷卻塔）熱質(zhì)交換的主要因素（1）噴嘴排數(shù) 單排不如雙排，三排與雙排差不多。多用兩排；當(dāng)噴水量大使水壓較大時(shí)，采用三排。1)氣水間焓差；2）空氣流動(dòng)狀況；3）水滴大小；4）水氣比；（已在第四章介紹）5）設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性（以噴淋室為例）第24頁(yè)，共

8、48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四25（2）噴嘴密度 密度過(guò)大：水苗互相重疊。密度過(guò)小：水苗不能覆蓋整個(gè)噴淋室端面。一般取1324個(gè)/m2排。增大噴水量可采用增大水壓，如果水壓過(guò)大，則可增加噴嘴排數(shù)。（3）噴水方向 1排：逆噴；2排：對(duì)噴；3排：1順2逆。第25頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四26（4）排管間距 間距過(guò)?。核缁ハ嘀丿B。間距過(guò)大：水苗不能覆蓋管排間的整個(gè)空間。使用Y1型噴嘴，一般取600mm。（5）噴嘴孔徑 孔徑過(guò)小：容易堵塞；孔徑過(guò)大：水滴大，比表面積小。（6）空氣與水的初參數(shù) 空氣與水的初參數(shù)決定了空氣與水的熱質(zhì)交換過(guò)程。第26頁(yè)，共

9、48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四277.3 混合式設(shè)備發(fā)生熱質(zhì)交換的特點(diǎn)1、根據(jù)噴水溫度不同： 僅有顯熱交換； 既有顯熱交換，又有質(zhì)量交換引起的潛熱交換。2、實(shí)際上，噴水量總是有限的 ，二者接觸時(shí)間也有限，所以空氣狀態(tài)和水溫都是不斷變化的，而且空氣的終狀態(tài)也很難達(dá)到飽和。 7.3.1 噴淋室熱質(zhì)交換的特點(diǎn)：處理空氣第27頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四28用噴淋室處理空氣的實(shí)際過(guò)程 A123tw1twtwtw2=100%(a) 水tw1tw2空氣順流A=100%123tw1twtwtw2(b)tw1tw2逆流第28頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，

10、13點(diǎn)6分，星期四297.3.2 冷卻塔熱質(zhì)交換的特點(diǎn)：冷卻水冷卻塔內(nèi)水的降溫主要是由于水的蒸發(fā)換熱和氣水之間的接觸傳熱。因?yàn)槔鋮s塔多為封閉形式，且水溫與周?chē)鷺?gòu)件的溫度都不很高，故輻射傳熱量可不予考慮 在冷卻塔內(nèi)，不論水溫高于還是低于周?chē)諝鉁囟?，總能進(jìn)行水的蒸發(fā) 取顯熱為Q，潛熱為Q，則水放熱量為：Q= Q+ QQQ Q= Q- Q Q= Q- Q=0水溫下降干球溫度濕球溫度 蒸發(fā)冷卻既有顯熱，又有潛熱交換，水可降溫至低于空氣溫度。第29頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四307.4 噴淋室的熱工計(jì)算7.4.1 噴淋室的熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)123t2tw2t3ts2i

11、1t1i2ts121tw145第30頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四31123t2tw2t3ts2i1t1i2ts121tw145（1）噴淋室的熱交換系數(shù)（第一熱交換效率、全熱交換效率）第31頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四32123t2tw2t3ts2i1t1i2ts121tw145利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例的關(guān)系：得接觸系數(shù)的近似表達(dá)式：（2）噴淋室的接觸系數(shù)（第二熱交換效率、通用熱交換效率）第32頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四33123t2t3=ts1=ts2t1絕熱加濕過(guò)程：tw=ts熱交換效率系數(shù)？接觸系數(shù)=？

12、第33頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四347.4.2 噴淋室熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù)的實(shí)驗(yàn)公式 各系數(shù)見(jiàn)p264附錄5-8 附錄5-8是在管嘴密度為13個(gè)/(m2排)條件下的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴嘴密度變化較大時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。A，A，m, m , n, n 均為實(shí)驗(yàn)系數(shù)第34頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四357.4.3 噴淋室的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算類(lèi)型已知條件求解內(nèi)容設(shè)計(jì)計(jì)算空氣量G噴淋室結(jié)構(gòu)，噴水量W冷水初、終溫tw1，tw2空氣初狀態(tài)t1，ts1，i1空氣終狀態(tài)t2，ts2，i2校核計(jì)算空氣量G空氣終參數(shù)t2，ts2，i2，冷水終溫tw2空氣初參數(shù)t1，ts1

13、，i1噴淋室結(jié)構(gòu), 噴水量W，冷水初溫tw1 噴淋室的計(jì)算類(lèi)型第35頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四367.4.4 噴淋室計(jì)算的主要原則 1、噴淋室能達(dá)到的1=空氣處理過(guò)程需要的1 ；3、該噴淋室噴出的水能夠吸收（或放出)的熱量=空氣失去（或得到)的熱量。由于W/G=,所以：2、噴淋室能達(dá)到的2=空氣處理過(guò)程需要的2 ；第36頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四377.4.5 噴淋室設(shè)計(jì)的計(jì)算方法（1）計(jì)算用方程組 計(jì)算中一般用濕球溫度，而不用空氣焓，取a=i/ts部分a值見(jiàn)p215表5-4第37頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期

14、四38（2）循環(huán)水量Wx的確定 冷水量Wl、循環(huán)水量Wx、回水（或溢流水）量Wh 噴淋室G，i1G，i2W,tw1Wh,tw2Wl,tlWx,tw2第38頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四39（3）噴淋室的阻力計(jì)算前后擋水板的阻力 噴嘴排管阻力 水苗阻力1）前后擋水板阻力2）噴嘴排管阻力3）水苗阻力P：噴嘴前壓力（atm）b：系數(shù)（單排順噴-0.22，單排逆噴0.13，雙排對(duì)噴0.075）P216例題第39頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四407.4.6 噴淋室的校核計(jì)算噴淋室熱工計(jì)算必須同時(shí)滿足三個(gè)方程式，而這樣解出來(lái)的噴水初溫必然是一個(gè)定值 *

15、成本問(wèn)題 ? 如果水初溫偏高一些（不是比計(jì)算值偏高很多)，但是將水量加大一些，是不是也可達(dá)到同樣的處理效果呢P219 例題第40頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四417.5.1 冷卻塔的熱工計(jì)算方法(逆流)（1）用焓差法計(jì)算冷卻塔的基本方程 Merkel方程W-dW, tW, t+dtG, iG, i+di熱平衡方程7.5 冷卻塔的熱工計(jì)算hmd填料比表面積第41頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四42令：K：蒸發(fā)水量帶走的熱量系數(shù)第42頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四43出口水溫t2 10 20 30 40 501.00.9K

16、第43頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四44定義：按溫度積分的冷卻數(shù)（冷卻數(shù)）N定義：冷卻塔特性數(shù)N冷卻數(shù)表示冷卻負(fù)荷與水面散熱速度的比值,N越大表示要求散熱量大，所需淋水裝置大；冷卻塔特性數(shù)N表示冷卻塔冷卻能力。第44頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四45（2）冷卻數(shù)的確定可利用數(shù)值方法積分下式：分為很多個(gè)小線段（3）特性數(shù)的確定其中特性數(shù)與容積傳質(zhì)系數(shù)、冷卻塔構(gòu)造及淋水情況有關(guān)關(guān)鍵是確定容積傳質(zhì)系數(shù)冷卻數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算(水的溫降小于15)：近似為兩段線段第45頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四46(4) 換熱系數(shù)與傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算 主要方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得資料 P223 圖5-479：5-49 氣水比與特性數(shù)的關(guān)系曲線(5)氣水比（）的確定 氣水比是指冷卻每千克水所需的空氣千克數(shù)。 G/W 確定冷卻塔的工作點(diǎn)：確定的氣水比應(yīng)使N=NPNNN / NPNP第46頁(yè)，共48頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)6分，星期四47(6) 冷卻塔的通風(fēng)阻力計(jì)算 通風(fēng)阻力計(jì)算的目的是在求得阻力之后選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)（對(duì)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔）或確定自然通風(fēng)冷卻塔的高度 P224 表5-5（3）