水和空氣熱交換總結(jié)

水和空氣熱交換總結(jié)水和空氣熱交換總結(jié)水和，水在不同保溫措施下的散熱速率，水在不同溫度下的散熱速率在電熱水器的應(yīng)用總結(jié)傳熱是指由于溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移，又稱熱傳遞。由熱力學(xué)第二定律可知，凡是有溫度差存在時(shí)，熱就必然從髙溫處傳遞到低溫處，因此傳熱是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中極普遍的一種傳遞現(xiàn)象。根據(jù)傳熱機(jī)理的不同，熱傳遞有三種基本方式：傳導(dǎo)、對流和熱輻射。熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)熱，若物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)。熱傳導(dǎo)的條件是系統(tǒng)兩部分之間存在溫度差，此時(shí)熱量將從髙溫部分傳向低溫部分，或從髙溫物體傳向與它接觸的低溫物體，直至整個(gè)物體的各部分溫度相等為止。熱傳導(dǎo)在固體、液體、和氣體中均可進(jìn)行。熱對流，流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程，簡稱對流。熱對流僅發(fā)生在流體中。在流體中產(chǎn)生對流的原因有二：一是因流體中各處的溫度不同而引起密度的差別，使輕者上浮，重者下沉，流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生相對位移，這種稱為自然對流；而是因泵（風(fēng)機(jī)）或攪拌等外力所致的指點(diǎn)強(qiáng)制運(yùn)動，這種稱為強(qiáng)制對流。在傳熱過程中，常常遇到的并非單純對流方式，而是流體流過固體表面時(shí)發(fā)生的對流和熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用的傳熱過程，即是熱由流體傳到固體表面的過程，通常稱為對流傳熱。對流傳熱的特點(diǎn)是靠近壁面附近的流體層依靠熱傳導(dǎo)方式傳熱，而在流體主體中則主要依靠對流方式傳熱。可見，對流傳熱與流體流動狀況密切相關(guān)。雖然熱對流是一種基本的傳熱方式，但是由于熱對流總伴隨著熱傳導(dǎo)，要將兩者分開處理是困難

的，因此一般并不討論單純的熱對流，而是著重討論具有實(shí)際意義的對流傳熱。熱輻射，因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞。所有物體（包括固體、液體、氣體）都能將熱量以電磁波形式發(fā)射出去，而不需要任何介質(zhì)，也就是說它可以在真空中傳播。自然界中一切物體都在不停地向外發(fā)射輻射能，同時(shí)又不斷地吸收來自其他物體的輻射能，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。由于髙溫物體發(fā)射的能量比吸收的多，而低溫物體則相反，從而使凈熱量從髙溫物體傳向低溫物體。當(dāng)未飽和空氣和自由水水面相接觸時(shí)，由于自由水面的水蒸氣分壓力比未飽和空氣的水蒸氣分壓力髙，于是產(chǎn)生液面水汽蒸發(fā)。水分蒸發(fā)成水汽時(shí)，要吸收大量的顯熱，就導(dǎo)致空氣溫度下降，整個(gè)過程是空氣中的顯熱量轉(zhuǎn)變成水汽的潛熱量的一種熱交換。飽和蒸汽分壓力大的髙溫水分子向低壓力的空氣流動，當(dāng)水和空氣接觸時(shí)，一方面由于空氣和水的直接傳熱，另一方面由于水蒸氣表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，將水中的熱量帶走。也就是水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，水分子不斷地向空氣蒸發(fā)，成為水蒸汽分子，剩余的水分子的平均動能就會降低，從而使水的溫度下降。可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說的干球溫度）低于或髙于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會無休止地進(jìn)行下去。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中

返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低。傳導(dǎo)速率的公式來源如下：以三層圓筒璧的熱傳導(dǎo)推導(dǎo)多層壁的熱傳導(dǎo)，三層壁圓筒如下圖1T所示：假設(shè)各層間接觸良好，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為ll、l2、l3,厚度分別為b1=(r2-r1)、b2=(r3-r2)、b1=(r4-r3)。若將串聯(lián)熱阻的概念應(yīng)用于Q=Sml(t1-t2)=Sml(t1-t2)(1-1)br2-r1，則三層圓筒的導(dǎo)熱熱速率方程式為：Dt+Dt+DtQ=123(1-2)b3b1b2++l1Sm1l2Sm2l3Sm32pL(r2-r1)2pL(r3-r2)式中Sm1=,Sm2=,r2r3lnlnr1r2S=2pL(r4-r3)m3rln4r32pL(t1-t2)2pL(t1-t4)同理，由式Q=r可得：Q=1r1r21r4(1-3)23lnln+ln+lnr1l1r1l2r2l3r3t1-tn+1Q=對n層圓筒璧，熱量傳導(dǎo)速率方程式為：nbi(1-4)i=1liSmiC；不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)：0C：(搪瓷的導(dǎo)熱系數(shù)：0.8273~1.163W/mX16.28W/mXC,100C：17.45W/mXC)對圓筒璧的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)，通過各層的熱傳導(dǎo)速率都是相同的。

熱水器保溫水箱由內(nèi)膽、保溫層、水箱外殼三部分組成。水箱內(nèi)膽是儲存熱水的重要部分，其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場上有不銹鋼、搪瓷等材質(zhì)。保溫層保溫材料的好壞直接關(guān)系著熱效率和晚間清晨的使用，在寒冷的東北尤其重要。目前較好的保溫方式是進(jìn)口聚氨脂整體自動化發(fā)泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。當(dāng)我們知道各層的導(dǎo)熱系數(shù)l,我們就能利用公式（1-4）知道不同材質(zhì)的散熱速率，以及在不同的保溫措施下的散熱速率。當(dāng)然可以通過公式計(jì)算得出熱水器保溫水箱的散熱速率。以下列舉熱水器產(chǎn)品的一些參數(shù)和規(guī)律。史密斯熱水器：42度左右最節(jié)能，用水量大或家庭多人洗浴時(shí)將加熱溫度設(shè)為最髙75度，或者提前一小時(shí)或一個(gè)半小時(shí)加熱。內(nèi)膽：金桂內(nèi)膽（史密斯專利），保溫層：無氟聚氨脂，外殼：工程塑料。型號：CEWH-PEZ6a.MAX雙模2合1系統(tǒng)速熱/儲熱2合1,即開即洗，多倍量熱水b.金圭特護(hù)加熱棒c.中溫保溫，更聰明更節(jié)能的保溫方法d.洗浴時(shí)段定時(shí)，熱水無需等待e.即時(shí)加熱，使用更靈智f.低功率加熱，用電髙峰期避免家中電器同時(shí)啟動造成的電表負(fù)荷大而跳閘g控制器自動休眠，仍顯示關(guān)鍵信息，便捷又節(jié)能h?超厚保溫層，髙效又節(jié)能斷電記憶功能，避免重設(shè)（時(shí)鐘除外）j.無線遙控，掌控?zé)崴頺.全彩髙清LED顯示屏

l?額定最大功率3000W,202*W/3000W可調(diào)m.設(shè)定溫度范圍（°C）：35-75n.額定水壓（Mpa）：0.8海爾電熱水器：40-45度最節(jié)能，使用可以耐壓的內(nèi)膽，在內(nèi)膽上安裝加熱部件和溫控部件，使用加熱管對內(nèi)膽的水加熱，到達(dá)設(shè)定溫度后，溫控部件會自動切斷電源。使用時(shí)利用自來水的壓力將內(nèi)膽的熱水壓出，通過混合閥調(diào)節(jié)適合自己的水溫進(jìn)行洗浴。（1） 型號：A5隱藏儲熱式40升電熱水器FCD-HX40CI（E）中溫保溫：使溫度維持在38-40度之間，避免反復(fù)加熱，縮短加熱的時(shí)間c.鎂棒、內(nèi)膽鋼板、搪瓷粉末d.加熱方式：雙管加熱e.最髙溫度（C）75f?英格萊800不銹鋼加熱管（2） 型號：博睿變頻增容100升電熱水器ES100H-B3（E）a.快速熱水,隨需而變b?速熱/儲熱二合一技術(shù)，一人洗浴時(shí)，選擇半膽速熱，既提升了加熱速度，又避免了加熱整膽水造成的浪費(fèi)；全家人洗浴時(shí)，選擇整膽加熱，熱水源源不斷。變頻增容，大幅提升出熱水量在速熱/儲熱二合一技術(shù)基礎(chǔ)之上，特別搭載“雙核接力”加熱系統(tǒng)。兩根加熱體分別對上層水位和下層水位交替循環(huán)預(yù)熱，熱量在內(nèi)膽里充分釋放，大幅提升出熱水量，讓您想洗多久就洗多久。d?綠色環(huán)保暢享低碳生活。

e.中溫保溫：40￡臨界保溫，更節(jié)能，既免去反復(fù)加熱的浪費(fèi)，又縮短了再次加熱的時(shí)間，滿足您省時(shí)省電的雙重需求。美的電儲熱水器：內(nèi)膽：搪瓷，保溫層：聚氨脂，水箱外殼：鋼板，當(dāng)多人洗浴或用水量大的時(shí)候可將溫度設(shè)定在最髙溫度，髙端產(chǎn)品也可設(shè)置為一人洗浴或多人洗浴，控制系統(tǒng)能自行控制水溫。室溫30度時(shí)，每隔一小時(shí)水溫下降1-1.5度。（1）型號：D30L速熱產(chǎn)品，3000W加熱，只需等待10.5分鐘即可享受溫暖沐浴（進(jìn)水溫度25度情況下）；藍(lán)鉆內(nèi)膽，抗爆、抗溶、抗酸，使用壽命長，經(jīng)久耐用c.全自動控制：自動補(bǔ)充冷水，自動加熱；d?采用防干燒、防超溫、防漏電、防髙水壓等多重保護(hù)裝置以及IPX4級防水設(shè)計(jì)，安全有保障；e.超長低熱負(fù)荷發(fā)熱管，使用壽命更長（2）型號：F16C（數(shù)顯）四位數(shù)碼管顯示產(chǎn)品，大功率1650W；節(jié)能設(shè)計(jì)：中溫保溫/夜電技術(shù)/預(yù)約定時(shí)，三大節(jié)能保證；電量顯示，洗浴用電量一目了然，節(jié)能省電看得見；加厚聚氨脂整體發(fā)泡技術(shù)，保溫節(jié)能效果更好；

藍(lán)鉆內(nèi)膽，抗爆、抗溶、抗酸，使用壽命長，經(jīng)久耐用；安全預(yù)警：專利防電墻技術(shù)，徹底解決各類環(huán)境漏電問題，監(jiān)控用電環(huán)境，時(shí)刻確保洗浴安全；全自動控制：自動補(bǔ)充冷水，自動加熱；配用優(yōu)質(zhì)溫度控制器，工作可靠，控溫準(zhǔn)確；采用防干燒、防超溫、防漏電、防髙水壓等多重保護(hù)裝置以及IPX4級防水設(shè)計(jì)，安全有保障；c.d.e.f.g.擴(kuò)展閱讀：熱質(zhì)交換原理與設(shè)備知識點(diǎn)考題填空題1、 有空氣和氨組成的混合氣體，壓力為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為273K，則空氣向氨的擴(kuò)散系數(shù)是1。405*10-5m2/s。有空氣和氨組成的混合氣體，壓力為4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為273K，則空氣向氨的擴(kuò)散系數(shù)是m2/s。2、 有一空氣和二氧化碳組成的混合物，壓力為3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為0°C,則此混合物中空氣的質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)為0.547*10m/s。3、 噴霧室是以實(shí)現(xiàn)霧和空氣在直接接觸條件下的熱濕交換。4、 當(dāng)表冷器的表面溫度低于空氣的露點(diǎn)濕度時(shí)，就會產(chǎn)生減濕冷卻過程。5、某一組分的速度與整體流動的平均速度之差，成為該組分的擴(kuò)散速度。2、冷凝器的類型可以分為水冷式，空氣冷卻式（或稱風(fēng)冷式）和蒸發(fā)式三種類型.

3、根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷凝器可以分為、和三類。（水冷，空冷，水空氣冷卻以及靠制冷劑蒸發(fā)或其他工藝介質(zhì)進(jìn)行冷卻的冷凝器。）3、冷卻塔填料的作用是延長冷卻水停留時(shí)間，增加換熱面積，增加換熱量.。均勻布水。將進(jìn)塔的熱水盡量細(xì)化，增加水和空氣的接觸面，延長接觸時(shí)間，增進(jìn)水汽之間的熱值交換4、冰蓄冷空調(diào)可以實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的調(diào)峰填谷（均衡）。5、 吸附式制冷系統(tǒng)中的脫附吸附循環(huán)裝置代替了蒸汽制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)裝置。6、 劉伊斯關(guān)系式文中敘述為h/hmad二Cp劉伊斯關(guān)系式文中敘述為即在空氣一水系統(tǒng)的熱-52質(zhì)交換過程中，當(dāng)空氣溫度及含濕量在實(shí)用范圍內(nèi)變化很小時(shí)，換熱系數(shù)與傳質(zhì)系數(shù)之間需要保持一定的量值關(guān)系，條件的變化可使這兩個(gè)系數(shù)中的某一個(gè)系數(shù)增大或減小，從而導(dǎo)致另一系數(shù)也相應(yīng)地發(fā)生同樣的變化。7、 一套管換熱器、誰有2001被冷卻到1201，油從1001都被加熱到1201，則換熱器效能是25%。8、 總熱交換是潛熱交換和顯熱交換的總和。9、 吸收式制冷機(jī)可以“以熱制冷”，其向熱源放熱Q1，從冷熱吸熱Q2,消耗熱能Q0,則其性能系數(shù)C0P二Q1-Q2/Q。。10、 冬季采暖時(shí)，蒸發(fā)器表面易結(jié)霜，融霜的方法有電除霜、四通閥換相除霜、排氣溫度除霜

1、 當(dāng)流體中存在速度、溫度、和濃度的梯度時(shí)，就會分別產(chǎn)生動量、熱量和質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象。2、 鍋爐設(shè)備中的過熱器、省煤器屬于間壁式式換熱器。4、總壓力為0.1MPa的濕空氣，干球溫度為20^，濕球溫度為101,則其相對濕度為。6、某翅片管換熱器，表面對流換熱系數(shù)位10W/m2K，翅片表面溫度為501，表面流體溫度為30^，翅片效率為2.5，則換熱器的熱流密度為W/m2。12、一管式逆流空氣加熱器，平均換熱溫差為40^，總換熱量位40kW，傳熱系數(shù)為40W/（m2.r）則換熱器面積為25m2。8、潛熱交換是發(fā)生熱交換的同時(shí)伴有質(zhì)交換（濕交換）空氣中的水蒸氣凝結(jié)（或蒸發(fā)）而放出（或吸收）汽化潛熱的結(jié)果。1、 流體的粘性、熱傳導(dǎo)性和質(zhì)量擴(kuò)散通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。2、 當(dāng)流場中速度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生切應(yīng)力；溫度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳導(dǎo)；多組分混合流體中，當(dāng)某種組分濃度分布不均勻時(shí)，分子傳遞的結(jié)果會產(chǎn)生該組分的質(zhì)量擴(kuò)散；描述這三種分子傳遞性質(zhì)的定律分別是牛頓粘性定律、傅里葉定律、菲克定律。3、熱質(zhì)交換設(shè)備按照工作原理不同可分為間壁式、直接接觸式、蓄熱式、熱管式等類型。表面式冷卻器、省煤器、蒸發(fā)器屬于間壁式，而噴淋室、冷卻塔則屬于直接接觸式。3、 熱質(zhì)交換設(shè)備按其內(nèi)冷、熱流體的流動方向，可分為―順流—式、逆流—式、—混合流—式和—叉流—式。工程計(jì)算中當(dāng)管束曲折的次數(shù)超過_4__次，就可以作為純逆流和純順流來處理。5、—溫差—是熱量傳遞的推動力，

而—焓差—?jiǎng)t是產(chǎn)生質(zhì)交換的推動力。6、質(zhì)量傳遞有兩種基本方式：分子傳質(zhì)和對流傳質(zhì)，兩者的共同作用稱為____。7、相對靜坐標(biāo)的擴(kuò)散通量稱為以絕對速度表示的質(zhì)量通量，而相對于整體平均速度移動的動坐標(biāo)擴(kuò)散通量則稱為以擴(kuò)散速度表示的質(zhì)量通量。8、 在濃度場不隨時(shí)間而變化的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散條件下，當(dāng)無整體流動時(shí)，組成二元混合物中的組分A和組分B發(fā)生互擴(kuò)散，其中組分A向組分B的質(zhì)擴(kuò)散通量mA與組分A的濃度梯度成正比，其表達(dá)式為；當(dāng)混合物以某一質(zhì)平均速度V移動時(shí)，該表達(dá)式的坐標(biāo)應(yīng)取。9、 麥凱爾方程的表達(dá)式為：hw（titw）二hmd（i-ii）,它表明當(dāng)空氣與水發(fā)生直接接觸，熱濕交換同時(shí)進(jìn)行時(shí)?？倱Q熱量的推動力可以近似認(rèn)為是濕空氣的傳熱系數(shù)與焓差驅(qū)動力的乘積10、 相際間對流傳質(zhì)模型主要有薄膜理論、溶質(zhì)滲透理論、表面更新理論。冰蓄冷系統(tǒng)中的制冰方式主要有兩種：—?jiǎng)討B(tài)—制冰方式和—靜態(tài)—制冰方式。4.一個(gè)完整的干燥循環(huán)由___吸濕___過程、___再生___過程和冷卻過程構(gòu)成。5.用吸收、吸附法處理空氣的優(yōu)點(diǎn)是 獨(dú)立除濕 。7?蒸發(fā)冷卻所特有的性質(zhì)是__蒸發(fā)冷卻過程中伴隨著物質(zhì)交換，水可以被冷卻到比用以冷卻它的空氣的最初溫度還要低的程度 。8?冷卻塔的熱工計(jì)算原則是 冷卻數(shù)N=特性數(shù)N' 。絕熱飽和溫度（絕熱增濕過程中空氣降溫的極限）、傳質(zhì)通量（單位時(shí)間通過垂直與傳質(zhì)方向上單位面積的物質(zhì)的量）、擴(kuò)散系數(shù)（沿?cái)U(kuò)散方向在單位時(shí)間每單位濃度降的條件下，垂直通過單位面積所擴(kuò)散某物質(zhì)的質(zhì)量或摩

爾數(shù)、）濃度邊界層（質(zhì)量傳遞的全部阻力集中于固體表面上一層具有濃度梯度的流層中，該流層即為濃度邊界層）、速度邊界層（質(zhì)量傳遞的全部阻力集中于固體表面上一層具有濃度梯度的流層中，該流層即為濃度邊界層）、熱邊界層流體流動過程中.在固體壁面附近流體溫度發(fā)生劇烈變化的薄層、雷諾類比（對流傳熱和摩擦阻力間的聯(lián)系）、宣烏特準(zhǔn)則數(shù)（流體傳質(zhì)系數(shù)hm和定型尺寸的乘積與物體的互擴(kuò)散系數(shù)（Di）的比值）、施密特準(zhǔn)則數(shù)（流體的運(yùn)動黏度（v）與物體的擴(kuò)散系數(shù)（D）的比值）、普朗特準(zhǔn)則數(shù)（流體的運(yùn)動黏度（v）與物體的導(dǎo)溫系數(shù)a的比值）9、寫出斐克定律的普遍表達(dá)形式并舉例說明其應(yīng)用？NA=-DdCA/dz+xA（NA+NB）12、寫出麥凱爾方程的表達(dá)式并說明其物理意義。hw（titw）二hmd（i-ii）濕空氣在冷卻降濕過程中，濕空氣主流與僅靠水膜飽和空氣的焓差是熱值交換的推動勢，其在單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的總傳熱量可近似的用傳值系數(shù)hmd與焓差動力Ai的乘積來表示。16、表冷器處理空氣的工作特點(diǎn)是什么？與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換的介質(zhì)不和空氣直接接觸，是通過表冷器管道的金屬壁面來進(jìn)行的?？諝馀c水的流動方式主要為逆交叉流。9、什么叫析濕系數(shù)？它的物理意義是什么？解：總熱交換量與由溫差引起的熱交換量的比值為析濕系數(shù)，用表示，定義為表示由于存在濕交換而增大了換熱量，其值大小直接反映了表冷器上凝結(jié)水析出的多少。

計(jì)算題1、 有一管道充滿了氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w，其溫度為2001，總壓力位0.1MPa,—端氮?dú)鉂舛葹?.0Kmol/m3，另一端濃度為0.4Kmol/m3，兩端相距50cm，已知DAB=0.5X10-4m2/s，計(jì)算穩(wěn)態(tài)下氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量通量。解：由斐克第一定律得：jn,AdzDABz1z2CA2CA1dcAjDABCA1CA2z2z1二0.5104(1.00.4)0.5=6X10-5kmol/(m2.S)2、 有一管道充滿了氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，其溫度為300K，總壓力位0.1MPa，一端氮?dú)獾姆謮毫?.06MPa，另一端為0.01MPa,兩端相距30cm，已知DAB=0.687X10m/s，計(jì)算穩(wěn)態(tài)下氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量通量。解：由斐克第一定律得：jn,AdzDABz1z2-42CA2CA1dcAjDABCA1CA2z2z1對于理想氣體，pAVnART,cADAB(pA1pA2)RT(z2z1)nAVpARTjn,A=0.678104(600100)8.3143000.3=4.59X10-6kmol/m2s4、一個(gè)直徑為3cm的萘球懸掛于空氣管道中，求下述條件的瞬時(shí)傳質(zhì)系數(shù)；(1)萘球周圍的空氣靜止，溫度為259K，壓力為101.325kPa,萘在空氣中的擴(kuò)散率為5.14X10-6m2/s；(2)空氣以0.15m/s的速度流過萘

球，