热质交换原理与设备 教学课件 ppt 作者 闫全英 刘迎云_热质课件1 第6讲空气与水交换

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1、热质交换原理与设备,第4章 空气与水热质交换原理与设备 空气与固体表面之间的热质交换 空气与水直接接触时的热质交换,4.1 空气与固体表面之间 的热质交换,一、湿空气在冷表面上的冷却降湿,干工况：当冷表面温度大于等于空气的露点温度，则湿空气在冷表面上不凝结，只冷却。,湿工况：当冷表面温度小于空气的露点温度，则湿空气中的水蒸气在冷表面上凝结，同时被冷却。同时存在热交换和质交换。当水蒸气在冷表面上凝结时，在冷表面上形成一层水膜，紧靠水膜处为饱和空气层，温度等于水膜温度。空气的主体部分与冷表面之间的热交换和质交换实际是空气与冷表面处饱和空气层之间的热质交换。,热质交换过程,在冷表面上取一微元面积dA

2、，在此微元面积上的热、质交换量可写作下式：,热交换量 质交换量 质交换引起的热交换 对于冷却剂侧，若忽略壁面热阻，则微元面积上的传热量为,根据热量平衡：,麦凯尔方程式,物理意义：湿空气在冷却表面进行冷却降湿过程中，湿空气主流与紧靠水膜饱和空气的焓差是热、质交换的推动势，其在单位时间内、单位面积上的总传热量可近似用传质系数与焓差的乘积来表示。,二、湿空气在肋片上的冷却降湿过程,肋片在湿工况下的传热量计算公式如下： Q0为假定肋片处于肋基温度下的理想传热量 Q为实际传热量，w为湿肋的效率,湿肋的效率,4.2 空气与水直接接触时的热质交换,一、热交换过程 显热交换量 潜热交换量 总热交换量 若换热过

3、程为稳定状态则,根据刘易斯关系 麦凯尔方程,二、热扩大系数或析湿系数,定义：总热交换量与显热交换量的比值。 定义式： 计算式：,三、空气与水接触时的状态变化过程,假想情况： 即水量无限，接触时间无限的条件下，空气的状态变化是一条直线，水温不变，空气可以被处理到饱和状态，且温度等于水的温度。,理想情况下，即水量有限，接触时间无限，则空气的状态变化是一条曲线，水温也在不断的变化，空气可以被处理到饱和状态，空气的终温等于水温。 在实际情况下，喷水量是有限的，接触时间也是有限的，空气的状态和水温是不断变化的，空气不可能被处理到饱和状态，空气的状态变化也是一条曲线。,（a）假想情况 （b） 理想情况 （c）实际情况,四、空气与水直接接触实现的七种过程,思考题,判断对错 1、喷蒸气加湿可以实现等温加湿过程。 2、通过调节水温，喷淋室能够实现多种过程。 3、喷淋室不能够对空气进行等温加湿。 4、饱和空气与不同温度的水直接接触时，只有显热交换。 5、未饱和空气与冷水接触时，热交换和质交换同时发生，所以既有显热交换，也有潜热交换。 6、未饱和空气与热水接触，温度升高，湿度减小，焓增加。,