热质交换原理与设备复习资料
表示由于存在湿交换而增大了换热量,其值大小直 接反映了表冷器上凝结水析出的多少。 5、表冷器的热交换效率(P177)及接触系数(P178)的含义? 表冷器的热交换效率定义式 :ε1=
t1 t 2 t1 tw1
dQt i ib dQ c p (t tb )
t1 --处理前空气的干球温度,℃
9、冷却塔特性数及冷却数的含义 冷却塔特性数 N’
P208
冷却数 N 表示水温从 t1 降到 t2 所需要的特征数数值,它代表冷却 负荷的大小。
10、若某冷却塔足够高,其入塔空气干球温度为 20℃,湿球温度为 16℃,入塔水温为 60℃,液气比很小,则出塔水温为多少?若入塔 空气湿度增大,其他条件均不变,则出塔水温怎么变?(上升,下降 或不变)为什么?
η2=1- t 2 ts2
t1 ts1
7、喷淋室计算的主要原则
P200
(1)该喷淋室能达到的η1 应该等于空气处理过程需要的η1 (2)该喷淋室能达到的η2 应该等于空气处理过程需要的η2 (3)该喷淋室喷出的水能够吸收(或放出)的热量应该等于空气失 去的(或得到)的热量。
8、冷却塔内热质交换的基本方程(用语言描述)有哪些? Merkel 焓差方程 水气热平衡方程 式(7-19) 式(7-22) P206 P207
同进入扩散管, 在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。 d、混合式冷凝器一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝,最 后得到的是水与冷凝液的混合物,或循环使用,或就地排放。
2、湿式冷却塔可分为哪几类?各类型的特点是什么? 解:湿式冷却塔可分为: (1)开放式冷却塔(2)风筒式自然冷却塔 (3)鼓风逆流冷却塔(4)抽风逆流冷却塔、抽风横流冷却塔 a、开放式冷却塔是利用风力和空气的自然对流作用使空气进入冷却 塔, 其冷却效果要受到风力及风向的影响, 水的散失比其它形式的 冷却塔大。 b、 风筒式自然冷却塔中利用较大高度的风筒, 形成空气的自然对流作 用,使空气流过塔内与水接触进行传热,冷却效果较稳定。 c、鼓风逆流冷却塔中空气是以鼓风机送入的形式, 而抽风冷却塔中 空气是以抽风机吸入的形式,鼓风冷却塔和抽风冷却塔冷却效果 好,稳定可靠。 3、影响喷淋室热质交换的结构因素 P196 (1)喷嘴排数(2)喷嘴密度(3)喷嘴方向(4)排管间距(5)喷 嘴孔径(6)空气与水的初参数
8、表冷器的工作特点?
P175
干工况:当冷却器表面温度低于被处理空气的干球温度,但高于其露 点温度时,空气只被冷却而并不产生凝结水。该过程称为等湿冷却过 程或干冷过程。 湿工况:如果冷却器的表面温度低于空气的露点温度,则空气不但被 冷却,而且其中所含水蒸汽也将部分地凝结出来,并在冷却器的肋片 管表面上形成水膜。这种过程称为减湿冷却过程或湿冷过程。 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 由此引起的潜热交换
11、干式塔、湿式塔定义?
P196
干式冷却塔是把循环水通入安装于冷却塔中的散热器内被空气 冷却,这种塔多用于水源奇缺,而不允许水分散失或循环水有特殊污 染的情况。 湿式冷却塔则是让循环水与空气直接接触。
第八章 1、什么是复合式热质交换设备? P221
同时具有间壁式和混合式设备两者的特点的设备称为复合式热质交 换设备
第七章 1、混合式换热器分为哪几种类型?各种类型的特点是什么? 解:混合式换热器按用途分为以下几种类型: ⑴冷却塔⑵洗涤塔⑶喷射式热交换器⑷混合式冷凝器 a、冷却塔是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,以提高系统的经济效益。 b、洗涤塔是以液体与气体的直接接触来洗涤气体以达到所需要的目 的,例液体吸收气体混合物中的某些组分除净气体中的灰尘,气 体的增湿或干燥等。 c、喷射式热交换器是使压力较高的流体由喷管喷出,形成很高的速 度,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
2、影响复合式交换的因素有哪些? (1)设备内流体流动状况 (2)流体物性 (3)设备表面状况 (4)设备换热面形状与大小
P221-222
3、复合式热质交换设备举例?
P221
多级蒸发冷却空调机、 温湿度独立调节空调系统、 喷水式表面冷却器
第九章 1、热质交换设备优化设计的基本原理是什么? 解:任何一个优化设计方案都要用一些相关的物理量和几何量来表 示。由于设计问题的类别和要求不同,这些量可能不同,但不论那种 优化设计,都可将这些量分成给定的和未给定的两种。 未给定的那些 量就需要在设计中优选,通过对他们的优选。 最终使目标函数达到最 优值。 热质交换设备的优化设计,就是要求所设计的热质交换设备在满 足一定的要求下,人们所关注的一个或数个指标达到最好。
热质交换原理与设备 第六章 1、间壁式换热器可分为哪几种类型?如何提高其换热系数? 间壁式换热器从构造上可分为:管壳式、胶片管式、板式、板翘式、 螺旋板式等。 提高其换热系数措施:⑴在空气侧加装各种形式的肋片,即增加空气 与换热面的接触面积。⑵增加气流的扰动性。⑶采用小管径
2、在湿工况下,为什么一台表冷器,在其他条件相同时,所处理的 空气湿球温度愈高则换热能力愈大? 空气的湿球温度越高所具有的焓值也愈大,在表冷器减湿冷却 中, 推动总热质交换的动力是焓差, 焓差越大, 则换热能力就愈大。 3 、说明水冷式表面冷却器在以下几种情况其传热系数是否发生变 化?如何变化? (a)改变迎面风速 (c)改变进水温度 (b)改变水流速 (d)空气初状态发生变化
Ks
表冷器的传热系数定义为 Ks 随迎风面积 Vy 的增加而增加:随水流速 w 的增加而增加。 析湿系数ξ与被处理的空气的初状态和 管内水温有关, 所以二者 改变也会引起传热系数 Ks 的变化。
1 1 m n AV Bw y
1
4、什么叫析湿系数?它的物理意义是什么? 解:总热交换量与由温差引起的热交换量的比值为析湿系数,用ξ表 示,定义为
终状态的温度℃
ε2 随冷却器排数 N 增加而变大,并随 Vy 的增加而变小
6、表冷器热工计算的主要原则? P180 1)该表冷器能达到的ε1 应该等于空气处理过程需要的ε2 3)该表冷器能吸收的热量应该等于空气放出的热量 7、表冷器管排数 N、迎面风速 Vy 如何选择?
2、热质交换设备有哪些性能评价方法?简述各评价方法的优缺点? (1)单一性能评价法: 可直观地从能量的利用或消耗角度描述了热质交换设备的传热或 阻力性能,给实用带来了方便,易为用户所接受,但在应用上有其 局限性,而且可能顾此失彼。只能从能量利用的数量上,并且常是 从能量利用的某一方面来衡量其热性能。 (2)传热量与流动阻力损失相结合的性能评价法: 它把传热量与阻力损失结合在一起一个指标中加以考虑了,可以比 较不同热质交换设备之间或热质交换设备传热强化前后的热性能的 高低,但此指标只能从能量利用的数量上来反映热质交换设备的热 性能。 (3)熵分析法 提出使用熵产单元数 Ns 作为评定热质交换设备热性能的指标, 此一方面可以用来指导热质交换设备的设计,使它更接近于热力学 上的理想情况;另一方面可以从能源合理利用角度来比较不同的形 式 热质交换设备传热和流动性能的优劣。 它将热质交换设备的热性 能评价指标从以往的能量数量上的衡量提高到能量质量上的评价 (4)佣分析法 从能量的质量上综合考虑传热与流动的影响而且也能用于优化设 计,佣分析法是从可用能的被利用角度来分析的ηe 值愈大愈好, 但实用不方便。 (5)纵向比较法 结果比较明确,具有一定的实用价值,但还不够全面。 (6)两指标分析法 此种分析方法可得到一些有参考价值的结论,它对于换热设备的优 化,特别是解决肋片管簇换热器的优化问题,提供了一个良好的思 路与方法,但此种方法也存在一些局限性需要的关系或获得也有一 定困难。也要求一系列准确可靠的经济参数。 (7)热经济学分析法 它是一种把技术和经济融为一体,用热 力学第二定律 分析法与经济优化相结合的热经济学分析法。对一个系统或一个设 备作出全面的热经济性评价,热经济学分析法牵涉面很广,比较复 杂,使用中还有一种目前所提出的各种方法中最为完善的方法。
3、试分析热质交换设备会向哪些方向发展?
6、喷淋室热交换效率系数和接触系数的含义 P199 喷淋室热交换效率系数η1(第一热交换效率或全热交换效率)
η1= ts2 tw 2
ts1 tw1
ts2 = tw 2 时,即空气终状态与水终温相同时,η1=1。 ts2 与 tw 2 的差值愈
大,说明热湿交换愈不完善,因而η1 愈小。 喷淋室的接触系数η2(第二热交换效率或通用热交换效率)
?4、影响冷却塔内热质交换效果的结构因素 P194
淋水装置,配水系统,通风筒
5、冷却塔内传热传质的特点 P197 冷却塔是利用环境空气温度处理用于冷却制冷机组冷凝器的冷 却循环水。 冷却塔内水的降温主要是由于水的蒸发换热和气水之间的 接触传热。 湿球温度代表着当地气温条件下,水可能冷却到的最低温度。
t 2 --处理后空气的干球温度,℃
tw1 --冷水初温,℃
ε1= Gc
P
t1 t 2
GcP t1 tw1
= 表冷器中的实际换热量 , 实质上讲的就是传热效能 表冷器中最大可能换热量
t1 t2 t1 t3
表冷器的接触系数定义式: 2 =
t3 --表冷器在理想条件下(接触时间非常充分)工作时,空气
ε2 随 N 增加和 Vy 减小而增大,但:
1)N 增加也将使空气阻力增加。而 N 过多时,后面几排还会因为冷
水与空气之间温差过小而减弱传热作用。一般多用 4-8 排。 2) Vy 过低,则冷却器尺寸变大,初投资增加。
Vy 过高, ε2 减小,空气阻力大,携带冷凝水进入送风系统。 Vy 一般取 2~3 m/s。