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第十章 水的冷却.ppt

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第十章 水的冷却,第十章 水的冷却,10.1 水的冷却系统与冷却构筑物 10.2 水的冷却原理 10.3 冷却的热力学计算 10.4 冷却水的水质与水处理,第十章 水的冷却,10.1 水的冷却系统与冷却构筑物 10.1.1 概述,为什么需要冷却水? 工业生产中产生热量积累,容易造成对设备本身或产品质量的不良影响;生产中工艺的需要,要求在某一过程中产品温度下降到一定水平。 冷却水一般占工业用水的70%~80%; 冷却技术广泛应用于化工、电力、冶金、食品等行业。,第十章 水的冷却,10.1.2 水的冷却系统,(1)直流式冷却水系统 (2)循环式冷却水系统:节水 封闭式:水损失少、污染少、特殊场合 敞开式:需补充几%新鲜水有污染,第十章 水的冷却,10.1.3 冷却构筑物,冷却构筑物包括水面冷却池、喷水冷却池和冷却塔,其中冷却塔是主要构筑物,有逆流式和横流式两类。 冷却塔内的主要装置包括:热水分配装置(配水系统、淋水填料)、通风及空气分配装置(风机、风筒、进风口)、集水器和除水器等 配水系统:使进水均匀分配,提高冷却效率; 淋水填料:增大水和空气的接触面积,延长接触时间,进口干冷空气、出口湿热空气; 风机和风筒:使塔内形成负压,外部空气得以进入塔内; 空气分配装置:保证进塔的风速分布合理 除水器:分离夹带在空气中雾状小水滴,以减少水量损失;,第十章 水的冷却,10.2 水的冷却原理 10.2.1 湿空气的性质,1 湿空气的压力 (1)湿空气的总压力 由道尔顿分压定律:为干空气分压力与水蒸气分压力之和,即: 式中 ——湿空气压力,即大气压力, ; ——干空气的分压力, ; ——水蒸气的分压力, 而干空气和水蒸气分压力计算公式为: 其中 ——分别为干空气和水蒸气气体常 数, ——分别为干空气和水蒸气本身压 力下的密度,,第十章 水的冷却,(2)饱和水蒸气分压力,饱和状态下:空气的吸湿能力最强饱和水蒸气分压力近与空气温度有关,第十章 水的冷却,2湿度 空气中含水分子的浓度。绝对/相对湿度,含湿量,(1)绝对湿度 每M3湿空气中所含水蒸汽的质量称为湿空气的绝对湿度。其数值等于水蒸汽在其分压力PV、湿空气温度T时的密度。 计算公式为: 饱和空气的绝对湿度为:,第十章 水的冷却,(2)相对湿度,一定容积的湿空气在某一温度下,所含水蒸气的重量与同温度下达到饱和时所含水蒸气重量之比,称为该温度的相对湿度。表示湿空气接近饱和的程度,饱和空气的值为1,其他情况1。 相对湿度的计算公式为: 式中 ——湿空气的干球温度、湿球温度,即采用干球温度计、 湿球温度计测定的温度,℃; ——分别为温度t、τ的饱和水蒸气压力,kPa; ——大气压力,kPa,,第十章 水的冷却,(3)含湿量,1kg干空气所含水蒸汽的质量x(kg)称为湿空气含湿量, 也称为比湿,单位为kg/kg(干空气) 在一定温度下,每公斤干空气中最大可容纳的水蒸气量称为饱和含湿量,以 表示,当 =1 时,含湿量达最大值--饱和含湿量:,第十章 水的冷却,3. 湿空气的密度,等于每立方米湿空气中所含的干空气和水蒸气在其各自分压下的密度之和。,,,,,,,第十章 水的冷却,4. 湿空气的比热,干空气1公斤、含湿量x公斤的湿空气温度升高1℃所需的热量,称为湿空气的比热,用 表示,单位为kJ/(kg·℃): 式中 ——干空气的比热, kJ/(kg·℃),在压力一 定时,温度小于100℃的情况下,约为 1.005 kJ/(kg·℃); ——水蒸气的比热, kJ/(kg·℃),约为1.842 kJ/(kg·℃); ——湿空气的含湿量,kg/kg干空气。 以 值代入得,第十章 水的冷却,5. 湿空气的焓,湿空气的焓数值等于1公斤干空气和x公斤水蒸气所含热量的总和。 水蒸气的焓由两部分组成: (1)1公斤0℃的水变成1公斤0℃的水蒸气所吸收的热量,称为水的汽化热,用λ表示, λ=2500 kJ/kg; (2) 1公斤0℃的水蒸气升高到t ℃时所需的热量,其值为 ,即 1.842t kJ/(kg·℃) 带入 ,1Kcal=4.18KJ,转化为与温度t、相对湿度 、压力Px有关,图表计算,,,第十章 水的冷却,6. 湿空气的焓湿图,当空气压力Px固定时,含湿量x、温度t、相对湿度、焓i中只有两个独立变量,把湿空气的四个重要热力学参数都绘在同一张图上,这样的图称为焓湿图。,1)t固定,焓i,相对湿度 ,随含湿量x的增减而增减, =1对应饱和含湿量和饱和焓。 2) x 固定,焓i随t的增加而增加, 随t的增加而减小。 t tB,空气中x不能容纳原来的含湿量x,对于部分凝结为水, t
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