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1、第十章 空气冷却系统第1页，本讲稿共18页显热平衡显热平衡空气空气1 2。空气侧干工况放热系数；空气侧干工况放热系数；tb潮湿表面温度；潮湿表面温度；G空气质量流量；空气质量流量；湿空气比热；湿空气比热；第一节第一节 空气在表面式空气冷却器中的状态变化空气在表面式空气冷却器中的状态变化一、当表面温度为一、当表面温度为t tb b时，空气的状态变化时，空气的状态变化 空气失去湿热：空气失去湿热：（为空气传给了冷表面的热量）（为空气传给了冷表面的热量）（1）式中式中t空气中干球温度。空气中干球温度。积分积分（2）式中式中F传热面积。传热面积。2022/10/82第2页，本讲稿共18页潜热平衡：潜热
2、平衡：空气失去潜热空气失去潜热 空气把该部分热量传给冷表面（传质）空气把该部分热量传给冷表面（传质）（3）积分（4）式中式中x x空气含湿量；空气含湿量；传质系数。传质系数。由路易士关系式由路易士关系式 可得到：可得到：（5）两点式直线公式。两点式直线公式。2022/10/83第3页，本讲稿共18页结论：结论：（1）变化过程为直线变化，空气在表面式冷却器中的状态变化规律为直线变化；）变化过程为直线变化，空气在表面式冷却器中的状态变化规律为直线变化；（2）冷却越完全）冷却越完全2点越靠近点越靠近b点。（点。（b点为完全冷却状态）点为完全冷却状态）变化：变化：（3）过程辐射线）过程辐射线 2022
3、/10/84第4页，本讲稿共18页二、空气经过空气冷却器时，空冷器表面温度的变化规律二、空气经过空气冷却器时，空冷器表面温度的变化规律热平衡：热平衡：空气放出热量空气放出热量 制冷剂吸收壁面的热量制冷剂吸收壁面的热量式中式中经经水水层层、金属壁、制冷、金属壁、制冷剂层剂层的的传热传热系数；系数；肋化系数。肋化系数。即 式中式中Hb湿表面温度为湿表面温度为tb时的饱和空气含热量。时的饱和空气含热量。2022/10/85第5页，本讲稿共18页湿球温度表示焓值，则湿球温度表示焓值，则 ts湿球温度。湿球温度。令令 假如进入管壁表面的空气湿球温度为假如进入管壁表面的空气湿球温度为tsx 结论：结论：在
4、空气流动的方向上，冷却器各管壁面温度随空气的湿球温度的下降而下降。在空气流动的方向上，冷却器各管壁面温度随空气的湿球温度的下降而下降。2022/10/86第6页，本讲稿共18页三、空气经过表面式空冷器后的状态变化规律三、空气经过表面式空冷器后的状态变化规律 1-2-3-4实际为一条曲线，实际为一条曲线，简化如下图：简化如下图：tb为平均壁面温度，称为机器露点。为平均壁面温度，称为机器露点。分析：分析：（1）管排数多）管排数多 接近机器露点，接近机器露点，但传热效率越来越低。但传热效率越来越低。（2）tb的温度的温度 方法：减小壁厚，或方法：减小壁厚，或（3）曲线状态）曲线状态曲线的弯曲程度取决
5、于曲线的弯曲程度取决于 值；值；曲线的倾斜程度则取决于蒸发温度曲线的倾斜程度则取决于蒸发温度t t0 0，t t0 0越低，曲线倾斜度越小，去湿越强。越低，曲线倾斜度越小，去湿越强。2022/10/87第7页，本讲稿共18页第二节第二节 空气冷却器的特性参数空气冷却器的特性参数极限值极限值 一、接触系数一、接触系数（冷却效率）（冷却效率）二、旁通系数二、旁通系数三、结论三、结论热交换越完善，冷却效率越高。热交换越完善，冷却效率越高。2022/10/88第8页，本讲稿共18页第三节第三节 蒸发温度的确定蒸发温度的确定一、车内空气状态变化范围一、车内空气状态变化范围 角系数角系数的变化的变化 式中
6、式中Q1、Q2室内外温差和太阳辐射传入车内的热量；室内外温差和太阳辐射传入车内的热量；Q3车内旅客散发的显热量；（车内旅客散发的显热量；（kJ/h）Q4车内旅客散发的潜热量；（车内旅客散发的潜热量；（kJ/h）Q5用电设备散发的热量。用电设备散发的热量。（kJ/h）余湿余湿 一般地，车内一般地，车内tB=20-30 式中式中 n旅客定员数。旅客定员数。2022/10/89第9页，本讲稿共18页 式中式中g=78g/h.人人（每名旅客每小时散发的水汽量）（无定员）（无定员）MAX ，即，即5372+结论：结论：车内空气的变化范围：在曲边三角形车内空气的变化范围：在曲边三角形B-1-2-B范围内；
7、送风状态点范围内；送风状态点n一定在一定在该三角形内；送风状态点该三角形内；送风状态点 空气冷却器的出口处空气状态。空气冷却器的出口处空气状态。H-n的连线为室外空气经过冷却器后的状态变化直线，沿直线的延长线与的连线为室外空气经过冷却器后的状态变化直线，沿直线的延长线与100%湿度线相交点就为空冷器的机器露点湿度线相交点就为空冷器的机器露点tb。蒸发温度：蒸发温度：2022/10/810第10页，本讲稿共18页第四节第四节 再循环空气的混合方式再循环空气的混合方式首先看看没有回风空气的处理过程：首先看看没有回风空气的处理过程：n B 必须满足下列方程必须满足下列方程 全热平衡全热平衡 湿平衡湿
8、平衡 显热平衡显热平衡 式中式中 车内多余的余热；车内多余的余热；新风量。新风量。经过空气处理过程为：经过空气处理过程为：H n被空气冷却器吸收。被空气冷却器吸收。回风：意味着节能。回风：意味着节能。2022/10/811第11页，本讲稿共18页一、冷却前一次混合一、冷却前一次混合（先混合再冷却）（先混合再冷却）混合点混合点C 能量守恒能量守恒 n点的确定点的确定 显热平衡：显热平衡：2022/10/812第12页，本讲稿共18页二、冷却后的一次混合二、冷却后的一次混合（先冷却再混合）（先冷却再混合）各点的确定：各点的确定：n点、点、C2点的确定点的确定热平衡热平衡 湿平衡湿平衡 显热平衡显热
9、平衡 n点：由混合方程得到点：由混合方程得到2022/10/813第13页，本讲稿共18页三、二次循环混合方式三、二次循环混合方式C1点的确定：点的确定：C2点的确定：点的确定：显热平衡显热平衡 全热平衡全热平衡 湿平衡湿平衡 n点的确定：点的确定：2022/10/814第14页，本讲稿共18页第五节第五节 制冷装置的冷负荷计算制冷装置的冷负荷计算一、制冷负荷一、制冷负荷 新风带入的显热和潜热新风带入的显热和潜热太阳辐射热太阳辐射热 人体散热人体散热 设备散热设备散热 2022/10/815第15页，本讲稿共18页二、二、在在H-dH-d图上的表示图上的表示 H n是在空气冷却器中放出的热量是在空气冷却器中放出的热量 1、先混合后冷却、先混合后冷却 2022/10/816第16页，本讲稿共18页2、先冷却后混合、先冷却后混合 3、二次混合、二次混合 2022/10/817第17页，本讲稿共18页习题：习题：已知车内多余热量，余湿W=6Kg/h，车内要求温度tB=27，送风温差 =6，新风量GH=2100Kg/h，外气参数tH=35，H=60%，蒸发器出口处的相对湿度为90%，回风比：G新：G回1：G回2=1：1：1。试求三种不同的再循环空气的混合方式所需的制冷量及车内的空气状态。2022/10/818第18页，本讲稿共18页