水质工程学 上册 教学课件 作者 谢水波 姜应和 主编 第14章.ppt

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1、14.1　湿空气的性质14.1.1　湿空气的压力14.1.2　温度、湿度与焓14.1.3　湿空气的焓湿图14.1.4　湿球温度(τ)和水的冷却理论极限14.1.1　湿空气的压力1.湿空气的总压力2.饱和水蒸气分压力1.湿空气的总压力对冷却塔而言，湿空气的总压力是当地的大气压力p，根据道尔分压定律，它等于干空气分压力与水蒸气分压力之和2.饱和水蒸气分压力在一定温度下，空气吸湿能力达到最大时，空气中的水蒸气处于饱和状态。水蒸气的分压称为饱和水蒸气压力pq″。湿空气的饱和水蒸气分压只与温度有关，与大气压无关。14.1.2　温度、湿度与

2、焓1.绝对湿度2.相对湿度3.含湿量4.湿空气的密度ρ5.湿空气的比热容csh6.湿空气的焓h1.绝对湿度每立方米湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度。2.相对湿度在某一温度下，一定容积的湿空气所含水蒸气的质量与此时达到饱和所含水蒸气质量之比，称为该温度的相对湿度。3.含湿量在含有1kg干空气的湿空气混合气体中，其所含水气质量称为湿空气含湿量，也称为比湿4.湿空气的密度ρ湿空气的密度ρ为单位体积湿空气所含干空气和水蒸气在其各自分压下的密度之和5.湿空气的比热容csh总质量为xkg的湿空气(包括1kg干空气和xkg水蒸气)，

3、温度升高１℃所需的热量，为湿空气的比热容6.湿空气的焓h表示气体含热量大小的数值叫焓14.1.3　湿空气的焓湿图图14-1　湿空气含热量计算图14.1.4　湿球温度(τ)和水的冷却理论极限图14-2　干湿球温度计1—纱布　2—水层3—空气层14.2　水的冷却原理14.2.1　空气—水的蒸发和接触传热过程14.2.2　传热量的计算14.2.1　空气—水的蒸发和接触传热过程1)当tf>θ时，蒸发和接触传热都朝一个方向进行，如图14-3a所示，使水冷却。2)当tf=θ时，接触传热的热量Hα=0，此时，H=Hβ，如图14-3b所示。3)

4、当tf<θ时，Hα从空气流向水，如图14-3c所示，这时只要表面蒸发所损失的热量Hβ大于Hα，水温仍会继续降低，此时H=Hα-Hβ。4)当tf=τ<θ时，水温会停止下降，这时蒸发传热和接触传热给水的热量处于动态平衡状态，如图14-3d所示，即Hα=Hβ，即H=0，液面温度达到冷却极限值。图14-3　不同温度下的蒸发传热和传导传热14.2.2　传热量的计算1.蒸发传热量Qe2.接触传热量Qc3.总传热量Q1.蒸发传热量Qe通过蒸发产生的传热过程称为蒸发传热，其传热通量的推动力为蒸汽压力差pq″-pq，Qe也称潜热。2.接触传热量Q

5、c温差ti-t是另一个传热的推动力，所传热量属于接触传热，Qc也称显热3.总传热量QQ是水所损失的热量，水损失热量后水温下降，得到冷却。在冷却塔运行中，影响传热速率的主要因素有气水界面面积、相对流速、接触时间以及冷却范围等。为增加气—水界面面积，通常在冷却塔内加设填料，相对流速的大小通过强化通风来定，而接触时间与塔的尺寸有关。14.3　冷却塔的工艺与设计14.3.1　冷却塔的工艺构造14.3.2　冷却塔的设计与计算14.3.1　冷却塔的工艺构造1.配水系统2.淋水填料3.风机4.风筒5.空气分配装置6.除水器7.集水器8.塔体1

6、.配水系统配水系统的作用是将需要冷却的水均匀地分布到整个冷却塔淋水面积上。配水系统分为管式、槽式及池式三种。2.淋水填料1)斜波交叉。2)梯形斜波。3)折波。3.风机机械通风塔一般由轴流式风机供给空气。大中型塔常用LF系列风机，其叶轮直径有4.7m、5.5m、6.0m、7.7m、8.0m、8.53m、9.14m等；小型塔用LTF系列风机。风机由叶轮、传动装置、电动机三部分组成，叶片为4～8片，安装角度2°～22°，叶轮转速127～240r/min。轴流式风机风量大，风压小，可做短时间反转，并可通过调整各叶片的设置角度来适当改变风

7、量和风压。4.风筒风筒式自然冷却塔靠高大(可达150m)的双曲线风筒的抽力形成稳定的气流。机械塔风筒包括风机进风口和上部扩散筒。进风口成流线型喇叭口，除水器上到风机进风口间收缩段的高度不小于风机半径；风机出口风筒高度为风机半径。风筒扩散段圆锥角为14°～18°，风筒出口面积与塔的淋水面积比为0.3～0.6，风筒下口直径大于上口直径。用不饱和聚酯玻璃制作的风筒，分8瓣用螺栓联接而成。5.空气分配装置包括进风口和导风装置。逆流塔进风口指填料以下到集水水面以上空间，机械通风冷却塔进风口面积与淋水面积比不小于0.5，否则应设导风装置以减

8、少涡流；自然通风冷却塔的比值小于0.4；横流塔进风口等于整个淋水填料的高度。单塔四面进风，多塔单排并列两面进风，进风口应与夏季主导风向平行。小塔进风口四周设置向塔内倾斜与水平成45°的百叶窗。6.除水器除水器的作用是回收即将出塔湿空气中挟带的雾状小水滴，自然冷却