熱質(zhì)交換原理與設備課程第4章1空氣熱質(zhì)處理方法

熱質(zhì)交換原理與設備課程第4章1空氣熱質(zhì)處理方法(1)混合式（直接接觸）熱質(zhì)交換設備常見的設備：噴淋室、冷卻塔、蒸汽加濕器、使用液體吸濕劑的裝置特點是：換熱介質(zhì)直接與空氣接觸，被處理空氣流過熱質(zhì)交換介質(zhì)表面，通過含有介質(zhì)的填料層或?qū)⒔橘|(zhì)噴灑到空氣中去，形成具有各種分散度液滴的空間，使液滴與流過的空氣直接接觸。2.熱質(zhì)交換設備分類（2）間壁式熱質(zhì)交換設備（光管式和肋管式空氣加熱器及空氣冷卻器等）特點是：介質(zhì)不與空氣接觸，二者之間的熱質(zhì)交換是通過分隔壁面進行的。根據(jù)熱質(zhì)交換介質(zhì)的溫度不同，壁面的空氣側可能產(chǎn)生水膜（濕表面），也可能不產(chǎn)生水膜（干表面）。分隔壁面有平表面和帶肋表面兩種。4.2空氣與水/固體表面之間的熱質(zhì)交換4.2.1濕空氣在冷表面上的冷卻降濕

冷卻器表面形成一層水膜；濕空氣的邊界層；濕空氣邊界層溫度等于水膜溫度；熱交換：空氣主流與水膜的溫差質(zhì)交換：空氣主流與空氣邊界層含濕量差冷卻劑側的邊界層冷卻劑邊界層

濕空氣的冷卻與降濕G—為濕空氣的質(zhì)量流量，kg/s；d、di—濕空氣主流和緊靠水膜飽和空氣的含濕量，kg/kg；t、ti—濕空氣主流和凝結水膜的溫度，℃；h—為濕空氣側的換熱系數(shù)，W/m.K。

水膜上微元面積dA的熱、質(zhì)交換量ttiiiitwφ=100%iwddi-為以含濕量為基準的傳質(zhì)系數(shù)假定水膜和金屬表面的熱阻可不計，則單位面積上冷卻劑的傳熱量為：hw——冷卻劑側的放熱系數(shù)；tw——冷卻劑側的主流溫度；cw——冷卻劑的比熱；W——冷卻劑的質(zhì)量流量。又麥凱爾方程式說明：冷卻降濕過程中，濕空氣主流與緊靠水膜飽和空氣的焓差是熱、質(zhì)交換的推動勢；單位時間單位面積上的總傳熱量可近似的用傳質(zhì)系數(shù)hmd與焓差驅(qū)動力的乘積來表示．根據(jù)熱平衡，得:根據(jù)熱平衡，對于空氣側又濕空氣在冷卻降濕過程中的過程線斜率這是點與的連接線斜率。由式(3)與(4)得表示i與tw之間關系的工作線斜率。

4.2.2濕空氣在肋片上的冷卻降濕過程空氣冷卻器采用肋片這種擴展換熱面的形式來強化冷卻降濕過程中的熱、質(zhì)交換。假定：熱、質(zhì)傳遞過程是穩(wěn)定的；肋片的導熱系數(shù)、肋根溫度均為定值；金屬肋片只有x方向的導熱，肋片外的水膜只有y方向的導熱。肋效率的定義采用肋片的意義濕空氣在肋片上的冷卻降濕過程離肋根x處長度為dx的微元體，金屬肋片在x方向的導熱量為：－肋片的導熱系數(shù)與肋片厚度，下標F表示肋片在dx微元體上，凝結水膜與肋片的傳熱量為：水膜的導熱系數(shù)與水膜厚度，下標w表示水膜飽和空氣的焓在dx的微元體上，濕空氣和水膜的總傳熱量