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1、知识要点：,掌握喷淋室、表冷器、加热器设计、校核计算原理及过程； 掌握热湿处理设备各结构参数与设备性能参数的定性关联； 掌握各热湿处理设备之间的不同特征及适用场合。 了解净化处理的原理及处理设备。,掌握各种热湿处理设备热质交换原理及其在i-d图上的表示；,第四-五章 空气处理,回风,新风,送风,第四-五章 空气处理,Part1： 一：热湿处理原理 二：热湿处理过程及设备：喷水室：表面式换热器：加湿器：除湿机：空气蒸发冷却器,Part2： 一：净化处理原理 二：净化处理类型及设备：除尘式空气净化处理：除气式空气净化处理,第四-五章 空气处理,1.1 空气热湿处理的基本原理,1：空气的热湿处理基本
2、过程包括加热，冷却，加湿，减湿以及空气的混合等。 2：按照空气与热湿处理流体是否直接接触，将空气的热湿处理分为：直接接触式和间接接触式。 （1）：直接接触式-让空气流过冷，热媒流体的表面或将冷热媒流体直接喷淋到空气中；,温差显热交换；水蒸气分压力差潜热交换； 焓差总热交换。,一、热湿交换原理与传递过程,质量与热量同时传递的换热量,换热扩大系数（析湿系数） ：,当Lewis关系式 = / Cp 成立，有：,对流质交换强度Sh(Re,Sc)=对流热交换强度Nu(Re,Pr)有：Le=1,二、传递条件,成立条件,当 质交换Sc=热交换Pr 时，有：,a热扩散系数、D质扩散系数 由于水蒸汽在空气中扩散
3、Sc=0.6,空气的Pr=0.72 则 Le=0.8331 所以水蒸汽在空气中扩散时适用,No.6,三、处理过程,原则？,直接接触进行的热交换范围？,处理过程取决于什么？,四、实际过程,A,tw1tA,tw1,1,tw ,2,tw” ,3,tw”,tw1,tw2,tw2,tw1,逆流?,顺流,（2）：间接接触式-通过设备的金属表面来进行热湿交换。金属固体表面温度高于空气温度，只进行热交换；金属固体表面温度低于空气温度高于露点温度，只进行热交换；金属固体表面温度低于空气露点温度，既进行热交换又进行质交换。推动力？,1.1 空气热湿处理的基本原理,一、空气热湿处理的11种过程在i-d图上的表示,冷
4、却去湿,减焓冷却加湿,绝热加湿,增焓冷却加湿,等温加湿,加热加湿,干湿加热,加热除湿,绝热除湿,等温除湿,等湿冷却,1.2 空气热湿处理的基本原理,二、空气热湿处理的11种过程在i-d图上的表示,1) W L O N,2) W L O N,3) W O N,1) W 2 L O N,2) W 3 L O N,3) W 4 O N,4) W L O N,三、冬夏季处理途径,夏季处理过程：,冬季处理过程：, = 100%,1.3热湿处理过程-喷水室,一、结构,去湿(加湿) 时哪几根管 子工作？,溢水量？,补水量？,冷(冻)水量？,冷(冻)水管作用 循环水管作用 补水管作用 溢水管作用 泄水管作用,
5、二、类型,卧式,占地面积小,处理小风量,立式,二、类型,单级,双级,tw1,tw1,tw2,tw2,？,i双级 ？ i单级,双级喷水室原理图,tW双级？ tW单级,id ？,tl,低速（23m/s）,高速（4.5 3m/s,Carrier产品9 10m/s）,带填料式(增加喷水效率),无填料式,适用于有净化要求或蒸发式冷却,三、特点,缺点：占地面积大（卧式段长最少1.9m，表冷器最多0.6m），水系统复杂，开式系统，水泵能耗大，耗水量大。,优点：处理过程多样性，可除尘,适用：工业建筑如纺织厂、卷烟厂大量使用,四、热工指标与影响因素,1。过程特征 喷淋冷冻水，水终温越不过空气的初始湿球温度 空气
6、终状态点必在起始点至饱和线的切线右侧。,四、热工指标与影响因素,2。热工指标 全热交换效率 E (第一热交换效率） 反映了空气和水热湿交换的完善程度,绝热加湿过程：,四、热工指标与影响因素,2。热工指标 通用热交换效率E (第二热交换效率，接触系数）,反映了空气热湿交换的完善程度 定义和物理意义与表冷器相同,绝热加湿过程水温不变ts1=ts2，所以: E=E,四、热工指标与影响因素,空气质量流速：,效率,v, ,阻力,挡水板过水量,喷水系数：,v2.53.5kg/m2s,由设计要求确定,效率,v、与结构关系：,A,m,n,A,m,n喷水室结构和过程类型决定,空气与水初参数：决定处理过程方向，但
7、同类过程中初参数对效率影响不大。,3。影响因素,？,四、热工指标与影响因素,喷嘴排数：双排比单排好，三排跟双排差不多,喷水室级数：双级高，有可能达到E1，E=1,A,m,n,A,m,n,4。喷水结构,喷嘴密度：太高？、太低？有最佳值,喷水方向：一般单排逆喷，双排对喷？,排管间距：太大？、太小？有最佳值,喷嘴孔径：孔径小，水滴细，效率高，但易堵塞,n1324个/(m2排）,600 mm,五、设计与校核计算,空气的初终状态 喷水室结构参数,设计过程：处理要求 确定结构、运行参数,供需关系：要求的E和E喷水室能达到的E和E,热平衡： Q空气Q水,校核过程：,已知要处理的空气初、风量、喷水室结构、喷水
8、量、水的初温，求空气与水的终温。,已知结构,运行参数,处理要求符合否？,Y,核心校核,已知要处理的空气初、终参数、风量，求喷水室的结构、喷水量、水的初温、终温,五、设计与校核计算,调节： tw1tle ？ tw1tle ？,核心校核,混合WX+Wle=W,Wle,W,i1- i2c(tw2-tw1)Wle c(tw2-tle)/G, W/G,水温调节范围不大时，水量、水温关系近似可采用式(3-26) tw1 ,六、双级喷水室,tw1,tw2,tw2, E1，E=1,i 大,tIt,tIttw2ts2,一、结构、类型与安装,皱褶绕片,光滑绕片,串片,二次翻边片,轧片,关键？,肋管与类型：,材料：
9、铜、钢、铝,水一般在管内走，why？,强化传热的肋片应该在哪一侧why？,1.4热湿处理过程-表面式换热器,一、结构、类型与安装,水与空气侧均可串、并联；蒸汽回路只能并联,安装：,Why,附件：滴水盘、排水管； （阀门、压力表、温度计、蒸汽介质：压力调节阀、疏水阀、排空、泄水、排污阀等）,垂直安装时肋片方向？,一、结构、类型与安装,一、结构、类型与安装,一、结构、类型与安装,一、结构、类型与安装,特点？,效率,缺点,净化,控制,处理,二、过程特征,空气与水不直接接触 逆流、顺流，水温不超过空气干球温度 空气只能除湿，不能加湿，可实现三种过程,如果表冷器水温高于露点温度空气终态落在什么位置？,二
10、、过程特征,光管：,有肋片：,湿工况：,肋表面全效率,肋化系数,析湿系数,实际使用：,表冷器,热水加热器,蒸汽加热器,How？,三、性能参数,1。全热交换效率 Eg（干球效率）换热器效能 物理意义：显热换热效果与最大可能的换热效果之比 定义式：,tw1,t1,100,t2,Eg变化最大的流体温差/两流体间的最大温差（t1t2)/(t1tw1)1,喷水室：,绝热加湿：,三、性能参数,1。全热交换效率 Eg Eg理论公式与实验吻合较好，可直接使用理论推导式,其中： 传热单元数：,全热交换量 显热交换量,两流体的水当量比：,析湿系数：,1温差传热量 4 空气升高1所需热量,物理意义：显热换热效果与最
11、大可能的换热效果之比 定义式（与喷水室同）：,2。接触系数 E （通用、第二热交换效率）,三、性能参数,2。接触系数 E,三、性能参数,由定义推导可得：,肋通系数：aF/(NFy),m1,由于w难求，故E由实验确定，与结构、Vy、及排数N有关,3。影响效率的因素,Eg有关的因素：vy、w、KF(结构),E有关的因素：vy、N、结构,vy23m/s,？,？,四、设计与校核计算,基本方程：,Eg方程,E方程,Q空气Q水平衡式,供,需,喷水室：,喷水室：,设计过程,已知要处理的空气初、终参数、风量,求和E，用E选型号和排数,用vy定Fy(台数)与F，用经济流速定水量W,查实验式K，由理论式求Eg,由
12、Eg定义式求出tw1，由热平衡求tw2,各参数判断其合理性，如tw1等,四、设计与校核计算,核心校核,主要调整什么参数？,已知要处理的空气初参数风量，表冷器的结构、水量、水的初温,虚拟空气出口参数：假定t2，求ts2和i2,求vy、水流速w和E,求Eg和,查实验式K，由理论式求Eg,求tw2,Eg=Eg,校核过程,主要调整什么参数？,五、加热器,1。热水加热器,采用平均温差法计算，常用算术平均温差代替对数平均温差。,水流量由水系统决定，它将影响肋空气的终参数。,传热系数实验经验式：,v 8 kg/m2s,w 0.61.8 kg/m2s,经济流速：,五、加热器,2。蒸汽加热器,蒸汽在加热器内的平
13、均换热温差如何求？,蒸汽流量如何确定？,传热系数实验经验式：,蒸汽在加热器内处于相变温度：tp？,热平衡方程如何写？,主要特点：结构紧凑、控制方便等；,3。电加热器,一般设计考虑富裕量10 20，安全系数：1.1 1.2,电加热器容量如何确定？,五、加热器,接线端子,瓷绝缘子,紧固装置,电阻丝,绝缘材料,金属套管,一、等温加湿蒸汽加湿,干蒸汽加湿器、电热式加湿器、电极式加湿器等,问题1：加湿量如何确定？,二、等焓加湿喷水雾加湿,超声波加湿器、离心式加湿器等,问题4：实际过程是什么过程？,每kg空气能加入的水蒸汽？ 10g水蒸汽100的显热？ 25空气的焓？ 空气温升？,问题3：加入蒸汽后空气应
14、该升温多少？,问题2：有热量加入吗？,1.5热湿处理过程-空气加湿器,干蒸汽加湿器：干蒸汽含义？,电极式加湿器,红外线加湿器用于柜式空调器？,等温？等焓？,离心式加湿器,加湿器主机,给水装置,加湿材料,空调器盘管,等焓加湿： 滴下浸透汽化式加湿器 /膜式加湿器,等焓加湿： 滴下浸透汽化式加湿器 /膜式加湿器,等焓加湿： 滴下浸透汽化式加湿器 /模式加湿器,高压喷雾加湿,三：空气加湿方法,超声波加湿器,超声波加湿器,类型： 冷却去湿： 表冷器、喷水室 加热通风除湿： 降低相对湿度 冷冻除湿： 除湿机，蒸发冷冻除湿，冷凝器排热再热 吸收除湿： 如液体吸收剂氯化锂溶液、固体吸收剂氯化钙 吸附除湿：
15、如硅胶,1.6热湿处理过程-空气除湿器,一、冷冻除湿,1压缩机,5油分离器,2送风机,3冷凝器,4蒸发器,6,7节流装置,8热交换器,9过滤器,10储液器,11集水器,ROOM,W,Q,？,一、冷冻除湿,液体吸湿剂如：LiCl溶液，固体吸湿剂如CaCl2，生石灰,1。原理：温度相同条件下：Pq盐水 Pq水,物理化学作用：吸收水分成为含有更多结晶水的化合物,2。液体除湿系统：与喷水室类似，增加了再生系统。再生方式：加热、浓缩,二、吸收除湿：,Pq,同样的t下,1。原理,7.36,29水蒸气下饱和压力,11.3水蒸气下饱和压力,40水蒸气下饱和压力,溶液降温过程性质,共晶状态温度纯水冰点温度,水结冰，,盐水结晶，,
