混合式換熱器講課稿

混合式換熱器幾種常用的混合換熱器：1冷水塔（冷卻塔）：自然或極限通風(fēng)，用空氣將熱水進(jìn)行冷卻降溫，如熱力發(fā)電廠的循環(huán)水、合成氨中的冷卻水。2氣體洗滌塔：洗滌各種氣體，液體冷卻氣體，液體吸收氣體中的某種成分（吸收塔），濕式除塵法；3噴射式換熱器：壓力較高的流體由噴管噴出，形成高速流，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行換熱，并一同進(jìn)入擴(kuò)散管，擴(kuò)散管出口處壓力和溫度達(dá)到一致后送給用戶。4混合式冷凝器：水與蒸汽直接接觸，蒸汽冷凝，得到水與冷凝液混合物。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少，接觸面大，熱量利用完全，應(yīng)用日漸廣泛。內(nèi)容及要求4.1冷水塔

4.1.1類型和構(gòu)造重點(diǎn)掌握

4.1.2工作原理重點(diǎn)掌握

4.1.3熱力計(jì)算一般掌握

4.1.4通風(fēng)阻力計(jì)算一般掌握

4.1.5設(shè)計(jì)計(jì)算自學(xué)4.2噴射式熱交換器

4.2.1一般問(wèn)題重點(diǎn)掌握

4.2.2汽－－水～一般掌握

4.2.3水－－水～一般掌握4.3混合式冷凝器自學(xué)4.1冷水塔4.1.1類型和構(gòu)造工業(yè)上冷卻水量的急速增長(zhǎng)：10萬(wàn)kW電廠，冷卻水用量9000t/h；3500t/a聚丙烯，冷卻水用量3000t/h。冷卻水循環(huán)利用關(guān)鍵－溫度：*熱力發(fā)電廠汽輪機(jī)效率的提高與循環(huán)水溫的下降成正比：固體燃料電廠，循環(huán)水每降低1oC，中壓機(jī)組，汽輪機(jī)效率提高0.47％，高壓機(jī)組，提高0.35％；核燃料電廠，提高0.7％。－－保證冷水塔冷卻效果。4.1.1類型和構(gòu)造種類：按照循環(huán)水在塔內(nèi)是否與空氣直接接觸，分為干、濕式干式：循環(huán)水流經(jīng)塔內(nèi)的換熱器，再與空氣進(jìn)行熱交換；濕式：水與空氣直接接觸。孰好？干式用于水源緊張之處，不允許水分散失；或循環(huán)水有污染；濕式用于水源充足之處，水分有蒸發(fā)，要間斷排出“鹽”水，補(bǔ)充新水。類型？4.1冷水塔4.1冷水塔（1）開放式冷水塔空氣靠風(fēng)力和自然對(duì)流作用進(jìn)入塔內(nèi)；特點(diǎn)：冷卻效果受到風(fēng)力和自然對(duì)流作用，耗水量較大。（2）風(fēng)筒式冷水塔自然通風(fēng)，風(fēng)筒高度較高，自然對(duì)流；特點(diǎn)：冷卻效果穩(wěn)定。4.1.1類型和構(gòu)造4.1冷水塔（3）鼓風(fēng)逆流式冷水塔鼓風(fēng)作用特點(diǎn)：冷卻效果好，穩(wěn)定可靠，淋水密度高。抽風(fēng)作用（4）抽風(fēng)逆流式冷水塔按照熱質(zhì)交換區(qū)段水和空氣兩者流動(dòng)方向的不同，方向相反的為逆流塔，方向垂直交叉的為橫流塔。4.1冷水塔4.1冷水塔（1）淋水裝置作用：即填料，將進(jìn)入塔內(nèi)的熱水盡可能分成細(xì)小水滴或水膜，以增加水和空氣的接觸面積，延長(zhǎng)接觸時(shí)間，增加水氣之間的熱質(zhì)交換。要求：提供較大的接觸面積并具有良好的親水性，制造簡(jiǎn)單經(jīng)久耐用，經(jīng)濟(jì)性好。分類：點(diǎn)滴式、薄膜式和點(diǎn)滴薄膜式。4.1.1類型和構(gòu)造4.1冷水塔（1）淋水裝置14.1冷水塔小間距平板石棉水泥板波紋交錯(cuò)蜂窩4.1冷水塔4.1冷水塔鉛絲水泥網(wǎng)格，熱水以水滴型式淋灑下去。4.1冷水塔（2）配水系統(tǒng)作用：將熱水均勻分配到整個(gè)淋水面積上，從而使得淋水裝置發(fā)揮到最大程度。型式：槽式、管式和池式。4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1.2工作原理

冷水塔內(nèi)水的降溫主要是由于水的蒸發(fā)散熱和氣水之間的接觸傳熱。因?yàn)槔渌酁榉忾]形式，且水溫與周圍構(gòu)件的溫度都不很高，故輻射傳熱量可不予考慮。根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)理論，處于無(wú)規(guī)則狀態(tài)中的水分子，其運(yùn)動(dòng)速度差別很大，速度大的分子動(dòng)能也大，它們能克服內(nèi)聚力的束縛沖出水面，成為自由蒸汽分子。這些分子中的一部分與空氣分子碰撞后可能重新回到水面被水吸收（冷凝），而另一部分可由于擴(kuò)散和對(duì)流的作用進(jìn)入空氣的主流，成為空氣中的水分子。上述這種水分子在常溫下逸出水面成為自由蒸汽分子的傳質(zhì)現(xiàn)象稱為水的表面蒸發(fā)。由于逸出水分子的平均動(dòng)能比其余沒(méi)有逸出水面的分子大，因而蒸發(fā)的結(jié)果會(huì)使水溫下降。單位面積水面上的表面蒸發(fā)速度（kg/m2·h）與水溫和蒸汽分子向空氣中擴(kuò)散的速度有關(guān)。水溫：標(biāo)志著水分子的平均動(dòng)能以及沖破內(nèi)聚力的束縛而逸出水面的幾率；蒸汽分子向空氣中擴(kuò)散的速度：空氣中水分子返回水面的速度與空氣中的水分濃度成比例。當(dāng)空氣中的水分子濃度達(dá)到某個(gè)數(shù)值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)水分子逸出水面的速度與空氣中水分子返回水面的速度相等的情況，這時(shí)空氣中水分子含量達(dá)到飽和，蒸發(fā)散熱將減弱甚至停止。故在一定溫度下，蒸發(fā)速度取決于水分子由水面附近向空氣深處的擴(kuò)散速度。一般認(rèn)為：當(dāng)未飽和空氣與水接觸時(shí)，在水與氣的分界面上存在極薄的一層飽和空氣層，水首先蒸發(fā)到飽和氣層中，然后再擴(kuò)散到空氣中去。4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1冷水塔4.1.3冷水塔的熱力計(jì)算（略）4.1.4冷水塔的通風(fēng)阻力計(jì)算（略）4.2.1噴射式換熱器的一般問(wèn)題4.2噴射式換熱器定義：噴射式換熱器是一種以熱交換為目的的噴射器，是使壓力、溫度不同的兩種流體相互混合，并在混合過(guò)程中進(jìn)行能量交換的一種設(shè)備。分類：按照被混合的流體的不同，分為：汽—水噴射式換熱器水—水噴射式換熱器汽—汽噴射式換熱器

4.2噴射式換熱器原理：噴射式換熱器主要部件有：工作噴管、引入室、混合室和擴(kuò)散管4.2噴射式換熱器壓力較高的流體稱工作流體。工作流體通過(guò)噴管的膨脹，使其勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，以很高的速度從噴管噴出，并將壓力較低的流體（稱被引射流體）卷吸到引入室內(nèi)。工作流體把一部分動(dòng)能傳給被引射流體，在沿噴射器流動(dòng)過(guò)程中，工作流體與被引射流體混合后的混合流體的速度漸趨均衡，動(dòng)能相反地轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能，然后送給用戶。噴射式換熱器和其它各種噴射器一樣，其中所發(fā)生的過(guò)程可用質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動(dòng)量定理來(lái)描述。4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器（3）動(dòng)量定理動(dòng)量的增量等于沖量，對(duì)于不同形狀的混合室，動(dòng)量定理的形式不同。根據(jù)工作流體與被引射流體相互作用的性質(zhì)和條件，在噴射器里要產(chǎn)生一系列只屬于一定類型噴射器所特有的附加過(guò)程，于是針對(duì)某一特定型式的噴射式換熱器，在計(jì)算時(shí)應(yīng)作具體考慮。從這一點(diǎn)出發(fā)，噴射式換熱器可分為：

1）工作流體和被引射流體在混合前處于不同相態(tài)，在混合過(guò)程中一種流體的相態(tài)發(fā)生改變，如汽—水噴射式換熱器及水—汽噴射式換熱器；

2）工作流體和被引射流體的相態(tài)相同，如水—水噴射式換熱器和汽—汽噴射式換熱器。4.2噴射式換熱器優(yōu)點(diǎn)：1）在提高被引射流體的壓力的過(guò)程中不直接消耗機(jī)械能；

2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與各種系統(tǒng)連接方便；

3）在工程上應(yīng)用廣泛。例如：水—水噴射式換熱器可將高溫水與部分低溫水混合，得到一定溫度的混合水，供室內(nèi)采暖；汽—汽噴射式換熱器用來(lái)提高低壓蒸汽的壓力，使工業(yè)蒸汽得到回收，在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中可借助于它使二次蒸汽得以利用；汽—水噴射式換熱器和水—汽噴射式換熱器都可作為一種緊湊的冷凝器來(lái)使用，尤其是水—汽噴射式換熱器，用在制糖、乳品加工等工業(yè)企業(yè)中，不僅可使蒸發(fā)裝置的二次蒸汽冷凝，還可借助于它造成真空并排除少量的不凝性氣體。4.2噴射式換熱器4.2.2汽—水噴射式換熱器1、構(gòu)造與工作原理4.2噴射式換熱器2、特性方程式4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器3、極限工作狀態(tài)及其計(jì)算4.2噴射式換熱器最小噴射系數(shù)和最大噴射系數(shù)的確定4.2噴射式換熱器4.2噴射式換熱器4、噴射器幾何尺寸的計(jì)算4.2噴射式換熱器4.2.3水—水噴射式換熱器1、構(gòu)造與工作原理水—水噴射式換熱器又稱水噴射器，它也是由噴管、引水室、混合室和擴(kuò)散管等幾個(gè)主要部件組成。4.2噴射式換熱器壓力為P0的高溫水為工作流體，壓力為Ph的低溫水為被引射流體。高溫水從噴管中噴射出來(lái)時(shí)具有很高的速度ωp，由于它的卷吸作用，在混合室入口處造成一個(gè)壓力比Ph還低、其值為P2的低壓區(qū)，使被引射的低溫水以ω2的速度進(jìn)入混合室。在混合室中兩股流體互相混合且使流速和溫度逐漸趨向相等，混合流以ω3的流速進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管中混合流的流速逐漸降為ωg、壓力逐漸升高到Pg后流出噴射器。水噴射器在噴管內(nèi)的流體屬于亞音速流動(dòng)，故一般用的是漸縮噴管。