05第五讲空气处理设备

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1、本讲需主要解决的问题第五讲空气处理设备ò空气处理的主要原理–空气－水质交换ò空气热湿处理设备及原理–表冷器清华大学建筑学院–喷水室建筑技术科学系–加热器、加湿器–除湿设备–空气净化设备–热回收设备12一、组合式空调机组一、组合式空调机组一、组合式空调机组组合式空调箱立柜式空调机组吊顶式空调机组34一、组合式空调机组一、组合式空调机组转轮全热回收装置过滤器进风段过滤段表冷段检修段风机段561二、空气-水热交换原理二、空气-水热交换原理二、空气-水热交换原理（二）空气热湿处理途径及其处理设备类型ò（一）空气ò处理途径加热除湿干式加热热湿处理的11–热质交换种过程在i-d

2、图加热加湿ò处理介质上的表示绝热除湿–水、水蒸汽、冰、盐类溶液、制冷剂等等温加湿ò处理设备类型等温除湿增焓冷却加湿–接触式热湿交换设备：喷水室、蒸汽加湿器、局部加湿器、液体吸湿装置绝热加湿–表面式热湿交换设备：肋管式、光管式减焓冷却加湿冷却除湿等湿冷却78二、空气-水热交换原理二、空气-水热交换原理序过程喷淋室表面式蒸汽/电电加房间加间接蒸除湿机固体吸液体吸（三）质量与热量同时传递的换热量号换热器加湿器热器湿器发表冷器湿剂收减湿1冷却除湿****2等湿冷却**3减焓冷却*ò空气：dQz=dQx+dQq=[α(t-tb)+γσ(d-db)]dF加湿4绝热加湿**水：d

3、Q=wCdtzw5增焓冷却*湿空气的加湿析湿系数(换热扩大系数)ξ=dQz/dQxCp=1.01+1.84d6等温加湿**7加热加湿*如果Lewis关系式σ=α/Cp成立，则有焓差动力式：8等湿加热**9加热减湿**10绝热减湿**dQz=[α(t-tb)+γσ(d-db)]dF=σ(i-ib)dF11等温减湿*10二、空气-水热交换原理三、表面式换热器（三）质量与热量同时传递的换热量三、表面式换热器cooling/heatingcoilòLewis关系式σ=α/Cp成立的条件：Sc：施密特准则ò1.构造与类型当质交换Sc=热交换Pr时，则有：Pr：普朗特准则–肋管

4、式与光管式Sh：宣乌特准则对流质交换强度Sh(Re,Sc)=对流热交换强度ò多用肋管式Nu：努谢尔特准则Nu(Re,Pr)ò绕片、串片、轧片；内拉螺旋槽。即当Le=1时，σ=α/Cp式成立。–材料由于水蒸汽在空气中扩散的Sc=0.6，空气的ò铜、钢、铝Pr≈0.72–安装形式：则Le＝1.2≈1ò水与空气侧均可串、并联。蒸汽回路只能并联。所以水蒸汽在空气中扩散时σ=α/Cp式基本成立即焓差是空气中水蒸汽质交换的动力。11122三、表面式换热器三、表面式换热器表面式换热器的翅片类型表面式换热器结构1314三、表面式换热器三、表面式换热器考虑了析湿作用2.过程特征2.过

5、程特征考虑了肋的作用的折合ò空气与水不直接接触ò显热交换Q=KFΔtm(K以外表面积为基础)ò逆流、顺流，水温越t1,i1空气与水肋管借助肋壁换热公式呈顺流？不过空气的干球温度1/K=1/(ξαwηo)+(δτ/λ)+τ/αnò空气只能除湿，不能肋化系数τ=Fw/Fnη0=(F基+ηfF肋)/Fw加湿。可实现三种过tηf=实际散热量/整个肋表面处于肋基温度程t2,i2w2下的散热量ò管内流动的强制对流实验关联式ò终状态点必在起始点至饱和线的切线或割tw1Dittus-Boelter公式:tw2tw1线上t,it2,i2Nu=0.023Re0.8Prm故有：αn=Bw

6、n111516三、表面式换热器三、表面式换热器2.过程特征2.过程特征ò外横掠肋管实验式：ò为何用传热单元法描述表冷器效率？圈肋：Nu=0.1378Re0.718Pr1/3(S/l)0.269Ψf有凝结现象存在，故平均温差不能反映热交换量。连续肋：Nu=0.251Re0.67[(S-dr)/dr]-0.2顺流或逆流的对数平均温差:1[(S-dr)/s+1]-0.2[(S-dr)/(S-dr)]0.4Δtm=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)113对于叉流，可在Δtm上乘以修正系数Ψ(0.5‾1.0)。故对湿工况均有：αw=AVymξp当传热伴

7、随湿交换时，Ψ变化很大，因此采用β-NTUò实验整理式：K=[1/(AVmξp)+(1/Bwn)]-1(效能-传热单元)法描述表冷器效率，其优点是不受Ψ限制，y使出口参数用显式表示。实际应用时导热热阻常被忽略。17183三、表面式换热器三、表面式换热器3.表冷器3.表冷器理论公式与实验吻合很好，可直接使用：ò全热交换效率Eg(干球效率)⎯换热器效能t1Eg=[1-e-β(1-γ)]/[1-γe-β(1-γ)]其中：–物理意义：显热换热效果与最大可能t2β—传热单元数，β=KsF/ξGCp[Ks:湿工况传热系数]：的换热效果之比¾代表1℃温差传热量/空气升高1℃所