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1、冷冷 却却 塔塔 原原 理理1 第一部分第一部分 湿湿 空空 气气 的的 基基 本本 概概 念念2一、一、干空气的性质干空气的性质 表1 干空气的组成表成分成分相对分子质量相对分子质量摩尔成分摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003组成组成地球表面以上的大气压地球表面以上的大气压 p海拔高度为z时的大气压力，mmHg 海拔高度，m 标准状态下大气压力（pb=760mmHg）3二、二、混混 合合 气气 体体 考虑气体混合物的基本原则：混合气体的组分混合气体的组分都处理想气体状态，则混合气体也处理想气体状态；混合气体可
2、作为某种假想气体，其质量和分子数混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同与组分气体质量之和及分子数之和相同；即有：即 理想气体混合物可作为Rg混和M混的“某种”理想气体41.分压力定律分压力定律 分压力分压力组分气体处在与混合气体相同容积、组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力相同温度单独对壁面的作用力。5 2、分容积定律、分容积定律 分容积分容积组分气体处在与混合气体同温同压单独组分气体处在与混合气体同温同压单独 占有的体积。占有的体积。63、混合气体成分、混合气体成分2）体积分数）体积分数3）摩尔分数）摩尔分数1）质量分数）质量分数4
3、）各成分之间的关系）各成分之间的关系7a)已知质量分数已知质量分数4、分压力的确定、分压力的确定 5、混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量、混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量 b)已知摩尔分数已知摩尔分数8三、三、湿湿 空空 气气 1、饱和空气和未饱和空气、饱和空气和未饱和空气 湿空气作为理想气体混合物 湿空气是特殊的理想混合气体 ppvpa 湿空气的压力 当地大气压 水蒸气的分压力 干空气的分压力 所以空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气水蒸气过热饱和9如空气达成饱和的途径 t不变，不变，pv上升，上升，pv=ps（t）pv不变，不变，t下降，下降，t=ts（pv）未饱和未饱和饱和饱和
4、？饱和饱和102、绝对湿度和相对湿度、绝对湿度和相对湿度绝对湿度每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m33）v数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小 如pv=0.6566kPa，1 时pv=ps，无吸湿能力 10 时pvps有吸湿能力。11相对湿度湿空气中水蒸气含量与同温度下 最大可能含量之比=0 干空气0 2 3164、比湿度（含湿量）、比湿度（含湿量）比湿度（含湿量）1kg干空气中所含水蒸气的质量，又称含湿量，用d表示。水蒸气质量 干空气质量 5、湿空气的焓、湿空气的焓 1kg干空气的焓 1kg水蒸气的焓 h=1.005td(25011.86t)176、湿空气的焓湿图、湿空气的焓湿图 18
5、例：例：压力0.2MPa，温度t1=30，相对湿度 1=0.6的湿空气经绝热节流，压力降至p2=0.1MPa，求：此时湿空气的相对湿度，含湿量d2及v2解：理想气体节流后有：p2s1、v2v1、T2=T1，均适用于湿空气。同时由于节流前后干空气及 水蒸气量均不变，故进而有d2=d1。查表：t=30，psv=4241Pa pv1=1psv1=0.64241Pa=2554.6Pa 节流过程 d2=d1 即19讨论：讨论：查h-d图得幻灯片 18d=0.0161kg/kg干空气？h-d图使用条件！幻灯片 20201.1.蒸发冷却蒸发冷却水蒸气质量守衡：水蒸气质量守衡：能量守衡：能量守衡：四、湿空气热
6、力过程四、湿空气热力过程212.冷却、冷却去湿冷却、冷却去湿水蒸气质量守衡：水蒸气质量守衡：能量守衡：能量守衡：22 例：例：t1=20，1=60%的空气在加热器中加热到温度t2=50 然后进入干燥器，流出干燥器时空气温度t=37.7 ，若空气压力近似不变，为0.1MPa，试求：1）加热终了时空气相对湿度；2）是物料蒸发1kg水分，需要多少kg干空气；3）设干空气的质量流量为5000kg/h，加热器每小时向 空气加入多少热量。t/20 25 30 35 40 45 50 Ps/kPa 2.3368 3.1712 4.2417 5.6217 7.3749 9.5817 12.35523解：解：因
7、为加热器内过程含湿量d不变，而 过程中pb保持不变，所以24同样25所以，使物料蒸发1kg需：加热器加入空气的热量26 第二部分第二部分 冷冷 却却 塔塔27一、分类一、分类机械通风冷却塔机械通风冷却塔逆流式逆流式28横流式横流式29示意图示意图填料填料30自然通风冷却塔自然通风冷却塔填料，共2层，约高1m31二、工作原理二、工作原理湿空气湿空气湿空气湿空气热水热水冷水冷水能量守恒能量守恒质量守恒质量守恒32 例：图示是逆流式冷却塔示意图，高温水自上而下未饱和湿空气自下而上在塔内与水进行热质交 换，各截面参数如下，若计算汽水比汽水比补充水补充水33解：1）因为稳流，所以 质量守恒 能量守恒342）据p=101325Pa，tl3=40C，tl4=25C，查表，hl3=167.5kJ/kg，hl4=104.655kJ/kg 据t1=30C，t2=38C，查表，ps1=4.241kPa ps2=6.624kPa，故pv1=1ps1=1.696kPa pv2=2ps2=6.492kPa 据3536