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1、第五章热质交换设备第1页，共59页，编辑于2022年，星期三5.1 热质交换设备的型式与结构热质交换设备的型式与结构 5.2 间壁式热质交换设备的热工计算间壁式热质交换设备的热工计算 5.3 混合式热质交换设备的热工计算混合式热质交换设备的热工计算 5.4 热质交换设备的优化设计及性能评价 主要内容主要内容第2页，共59页，编辑于2022年，星期三 5.1.1 热质交换设备的分类 5.1.2 间壁式换热器的形式与结构 5.1.3 混合式换热器的形式与结构 第3页，共59页，编辑于2022年，星期三（一）按工作原理分类（一）按工作原理分类 间壁式 直接接触式 蓄热式 热管式（二）按照热流体与冷流
2、体流动方向分类（二）按照热流体与冷流体流动方向分类 顺流式 逆流式 叉流式 混合式5.1.1 热质交换设备的分类第4页，共59页，编辑于2022年，星期三（三）按（三）按 用用 途途 分分 类类 表冷器 预热器 加热器 喷淋室 过热器 冷凝器 蒸发器 加湿器 暖风机（四）按制造材料分类（四）按制造材料分类 金属材料 非金属材料 及稀有金属材料等类型 第5页，共59页，编辑于2022年，星期三(a)示意图；(b)同心管第6页，共59页，编辑于2022年，星期三(a)示意图；(b)同心管第7页，共59页，编辑于2022年，星期三两种流体均不混合 一种流体混合 另一种不混合 第8页，共59页，编辑于
3、2022年，星期三 (c)总趋势为逆流的混合流；(a)先顺后逆的平行混流；(b)先逆后顺的串联混流；(d)总趋势为顺流的混合流。第9页，共59页，编辑于2022年，星期三发生相变时冷、热流体的温度变化图(a)冷凝器中的温度变化；(b)蒸发器中的温度变 第10页，共59页，编辑于2022年，星期三实实例：例：冷凝器中的热量传递过程冷凝器中的热量传递过程 可可 作作 为为 顺顺 流流 的的实实 际际 工工 程程 中中 的的 混混 合合 流流 第11页，共59页，编辑于2022年，星期三名 称型 式传 热 机 理表冷器间壁式对流导热对流喷淋室直接接触式接触传热、传质蒸发器（锅炉）间壁式辐射导热两相传
4、热蒸发器（制冷）间壁式对流导热蒸发过热器间壁式辐射+对流导热对流省煤器间壁式对流(辐射分额少)导热对流空气预热器间壁式或蓄热式对流导热对流蒸汽喷射泵直接接触式接触传热、传质冷凝器间壁式凝结导热对流冷却塔直接接触式接触传热、传质蒸汽加热器间壁式凝结导热对流热水加热器间壁式对流导热对流除氧器直接接触式接触传热、传质蒸汽加湿器直接接触式接触传热、传质散热器间壁式对流导热对流+辐射暖风机间壁式对流（或凝结）导热对流热热 质质 交交 换换 设设 备备 一一 览览 表表第12页，共59页，编辑于2022年，星期三 按构造主要可分为：管壳式、肋片管式、板式、板翘式、螺旋板式等 例如，空调工程中处理空气的表冷
5、例如，空调工程中处理空气的表冷 器，器，一般在空气侧加装各种形式的肋片一般在空气侧加装各种形式的肋片，如下图如下图间壁式换热器种类和型式的不同 换热设备两端流体的不同第13页，共59页，编辑于2022年，星期三 1.表冷器 蜂窝式表冷器蜂窝式表冷器 第14页，共59页，编辑于2022年，星期三 2.空调表冷器（加热器）第15页，共59页，编辑于2022年，星期三3.TL型高效换热器（表冷器）第16页，共59页，编辑于2022年，星期三 4.干式、湿式大型空冷器干式、湿式大型空冷器 第17页，共59页，编辑于2022年，星期三串串 片片 式式 热热 交交 换换 器器5第18页，共59页，编辑于2
6、022年，星期三换热器用的各种肋片形式换热器用的各种肋片形式（a）皱褶绕片皱褶绕片（b）光滑绕片）光滑绕片（c）串片串片（d）轧片轧片（e）二次翻边二次翻边第19页，共59页，编辑于2022年，星期三 用自然通风或机械通风的方法，将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用（2）气体洗涤塔（或称洗涤塔）气体洗涤塔（或称洗涤塔）空调工程中广泛使用的喷淋室，可以认为是它的 一种特殊形式（3）喷射式热交换器喷射式热交换器 压力较高的流体由喷管喷出低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热传质，并一同进入扩散管（4）混合式冷凝器混合式冷凝器用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝 下将讲述喷淋室和冷却
7、塔的一些知识第20页，共59页，编辑于2022年，星期三第21页，共59页，编辑于2022年，星期三第22页，共59页，编辑于2022年，星期三第23页，共59页，编辑于2022年，星期三 圆形逆流式冷却塔 第24页，共59页，编辑于2022年，星期三蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器=水冷式冷凝器水冷式冷凝器+冷却塔冷却塔+水池水池+水泵水泵+连接管道连接管道+组装组装+仪表阀门仪表阀门第25页，共59页，编辑于2022年，星期三第26页，共59页，编辑于2022年，星期三第27页，共59页，编辑于2022年，星期三 喷淋室中应用比较广泛的是单级、卧式、低速喷淋室，它由许多部件组成。前挡水板有挡住飞溅
8、出来的水滴和使进风均匀流动的双重作用，因此有时也称它为均风板。被处理空气进入喷淋室后流经喷水管排，与喷嘴中喷出的水滴相接触进行热质交换。后挡水板能将空气中夹带的水滴分离出来，防止水滴进入后面的系统。在喷淋室中通常设置一至三排喷嘴，最多四排喷嘴。喷水方向根据与空气流动方向相同与否分为顺喷、逆喷和对喷，从喷嘴喷出的水滴完成与空气的热质交换后，落入底池中。第28页，共59页，编辑于2022年，星期三第29页，共59页，编辑于2022年，星期三Carrier公司公司 高速喷淋室高速喷淋室Luwa 公司公司 高速喷淋室高速喷淋室第30页，共59页，编辑于2022年，星期三5.2.4 其它间壁式热质交换设
9、备 的热工计算第31页，共59页，编辑于2022年，星期三Rt总传热热阻 如果两种流体被一管壁所隔开，由传热学知，其单位管长的总热阻为:其中i表示内表面，o表示外表面第32页，共59页，编辑于2022年，星期三第33页，共59页，编辑于2022年，星期三w同样请由读者推导考虑污垢热阻后的内、外表面的传热系数？什么是威尔逊图解法 第34页，共59页，编辑于2022年，星期三第35页，共59页，编辑于2022年，星期三第36页，共59页，编辑于2022年，星期三G2C2G1C1时第37页，共59页，编辑于2022年，星期三湿工况湿工况中空气与表冷器之间不但发生显热交换，而且也发生质交换和由此引起的
10、潜热交换 第38页，共59页，编辑于2022年，星期三这时推动总热交换的动力是焓差，而不是温差。即总热交换量为 由温差引起的热交换量为 换热扩大系数析湿系数表示由于存在湿交换而增大了的换热量 第39页，共59页，编辑于2022年，星期三第40页，共59页，编辑于2022年，星期三第41页，共59页，编辑于2022年，星期三w5.3.5 其它混合式热质交换设备 的热工计算w5.3.1 喷淋室处理空气时发生的 热质交换的特点 w5.3.2 影响喷淋室处理空气效果 的主要因素第42页，共59页，编辑于2022年，星期三第43页，共59页，编辑于2022年，星期三第44页，共59页，编辑于2022年，
11、星期三计算 类型 已知 条件 求解 内容 设计性 计算 空气量G 喷淋室结构，喷水量W 冷水初、终温tw1，tw2 空气初状态t1，ts1（i1）空气终状态t2，ts2（i2)校核性 计算 空气量G 空气终参数t2，ts2（i2）冷水终温tw2 空气初参数t1，ts1（i1）喷淋室结构 喷水量W，冷水初温tw1 6.第45页，共59页，编辑于2022年，星期三第46页，共59页，编辑于2022年，星期三（2）循环水量Wx的确定 冷水量Wl、循环水量Wx、回水（或溢流水）量Wh Wx=W-Wl （3）喷淋室的阻力计算 前后挡水板的阻力 喷嘴排管阻力 水苗阻力 第47页，共59页，编辑于2022年，星期三第48页，共59页，编辑于2022年，星期三第49页，共59页，编辑于2022年，星期三Q=Q+Q QQ Q=Q-Q Q=Q-Q=0水温下降第50页，共59页，编辑于2022年，星期三第51页，共59页，编辑于2022年，星期三第52页，共59页，编辑于2022年，星期三第53页，共59页，编辑于2022年，星期三第54页，共59页，编辑于2022年，星期三第55页，共59页，编辑于2022年，星期三第56页，共59页，编辑于2022年，星期三第57页，共59页，编辑于2022年，星期三第58页，共59页，编辑于2022年，星期三第59页，共59页，编辑于2022年，星期三