表面式换热器处理空气课件

第三章第三章 空气的空气的热热湿湿处处理理第四第四节节 用表面式用表面式换热换热器器处处理空气理空气1A第三章空气的热湿处理第四节用表面式换热器处理空气1A表面式表面式换热换热器的特点器的特点n n优优点点 采用封采用封闭闭水系水系统统，可省去冷水箱和回水，可省去冷水箱和回水 箱，管路箱，管路简单简单 采用肋片管采用肋片管结结构，构，设备设备体体积积小，所需机小，所需机房面房面积积小，安装方便小，安装方便 处处理空气的理空气的总电总电量消耗低量消耗低 冷冷冻冻水漏水漏损损少少 水和空气不相互水和空气不相互污污染染2A表面式换热器的特点优点2A表面式表面式换热换热器的特点器的特点n n缺点缺点 金属消耗量大，而且一般要消耗金属消耗量大，而且一般要消耗较较多的多的有色金属（如有色金属（如铜铜，铝铝）处处理理过过程程仅仅有冷却除湿、干式冷却或加有冷却除湿、干式冷却或加热过热过程，加湿程，加湿时时需另需另设设加湿器加湿器 无除无除尘尘、去味作用、去味作用3A表面式换热器的特点缺点3A表面式表面式换热换热器的分器的分类类n n空气加空气加热热器器利用利用热热水或蒸汽水或蒸汽对对空空 气加气加热热以提高室内温以提高室内温度度 n n表面冷却器表面冷却器 利用冷媒水利用冷媒水对对空气空气进进行冷却以降低室内温行冷却以降低室内温度度 水冷、直接蒸水冷、直接蒸水冷、直接蒸水冷、直接蒸发发发发式式式式 4A表面式换热器的分类空气加热器4A一、表面式一、表面式换热换热器的构造与安装器的构造与安装n n光管式光管式 换热面积小，传热效果差，金属耗量多，体积大，很少使用；表面容易清扫，空气阻力小，适合于空气含尘量大，纤维较多而无过滤器的情况，如纺织厂n n肋管式肋管式根据加工方法不同可分为：绕片管、串片管和轧片管5A一、表面式换热器的构造与安装光管式5A肋管的肋管的设计设计要求要求 n n结构紧凑，金属消耗量小n n肋片与管壁连接紧密，传热效率高n n对空气的阻力小n n性能稳定，成本较低n n加工、维护简便、可防锈蚀6A肋管的设计要求结构紧凑，金属消耗量小6A7A7A8A8A肋管的肋管的强强化化传热传热措施措施n n优化结构参数，增大传热面积，减小接触热阻n n以二次翻边片取代一次翻边n n采用波纹片、条缝片和波形冲片等新型肋片n n采用内螺纹管n n应用亲水性表面处理技术（镀亲水膜）9A肋管的强化传热措施优化结构参数，增大传热面积，减小接触热阻表面式表面式换热换热器的安装器的安装n n表面式换热器可以垂直安装、水平安装和倾斜安装n n垂直式（肋片亦保持垂直）n n水平式（用汽时注意坡度）n n倾斜式（利于紧缩设备体积）n n换热器的串并联应根据通过空气量的多少和需要的换热量大小来确定10A表面式换热器的安装表面式换热器可以垂直安装、水平安装和倾斜11A11A二、二、热热湿交湿交换换的特点的特点 n n用表冷器处理空气时，与空气进行热质交换的介质不和空气直接接触，热质交换是通过表冷器管道的金属壁面来进行的n n空气与冷却器表面的热交换是由于空气的主流与凝结水膜之间的温差而产生，质交换则是由于空气与凝结水膜相邻的饱和空气层中的水蒸气分压力差(即含湿量差)而引起的等湿加等湿加热热、等湿冷却，减湿冷却、等湿冷却，减湿冷却12A二、热湿交换的特点用表冷器处理空气时，与空气进行热质交换的对对于干工况，由于干工况，由传热传热学可知：学可知：对对于肋管式于肋管式换热换热器，不考器，不考虑虑其它附加其它附加热热阻（如水垢）阻（如水垢）13A对于干工况，由传热学可知：对于肋管式换热器，不考虑其它附加热对对于减湿冷却于减湿冷却过过程程析湿系数：析湿系数：表示因存在湿交表示因存在湿交换换而增大了的而增大了的换热换热量量其大小反映了凝其大小反映了凝结结水析出的多少水析出的多少14A对于减湿冷却过程析湿系数：表示因存在湿交换而增大了的换热量1根据刘伊斯关系式根据刘伊斯关系式于是，当湿交于是，当湿交换时换时，可以，可以认为认为外表面外表面换热换热系数系数比干工况增大一定倍数，所以：比干工况增大一定倍数，所以：15A根据刘伊斯关系式于是，当湿交换时，可以认为外表面换热系数15表冷器外表面的换热系数与空气的迎面风速或质量流速有关，当以水为传热介质时，内表面换热系数与水的流速w有关，析湿系数与被处理空气的(初)状态和管内水温有关，所以当表面式换热器的结构型式一定时：16A表冷器外表面的换热系数与空气的迎面风速或质量流速有关，16A对对于用水作于用水作热热媒的空气加媒的空气加热热器：器：对对于蒸汽作于蒸汽作热热媒的空气加媒的空气加热热器：器：17A对于用水作热媒的空气加热器：对于蒸汽作热媒的空气加热器：17三、表面式三、表面式换热换热器的器的热热工工计计算算n n全全热热交交换换效率效率 同同时时考考虑虑空气和水的状空气和水的状态变态变化，也称化，也称为为表冷器表冷器的干球温度效率的干球温度效率n n通用通用热热交交换换效率效率表冷器的表冷器的计计算算18A三、表面式换热器的热工计算全热交换效率表冷器的计算18A19A19A对对对对于表冷器：于表冷器：于表冷器：于表冷器：其中：其中：其中：其中：当表冷器的当表冷器的结结构型式一定，且忽略空气密度构型式一定，且忽略空气密度变变化化时时：20A对于表冷器：其中：当表冷器的结构型式一定，且忽略空气密度变化空气放出的空气放出的热热量量-Gdi-Gdi应该应该等等于冷却器表面吸收的于冷却器表面吸收的热热量量(i-i(i-i3 3)dA)dA 通用通用热热交交换换效率效率 推推导过导过程程可以假定表冷器的表面温度恒定可以假定表冷器的表面温度恒定可以假定表冷器的表面温度恒定可以假定表冷器的表面温度恒定为为为为其平均其平均其平均其平均值值值值，因此，因此，因此，因此 认为认为认为认为是常数是常数是常数是常数21A空气放出的热量-Gdi应该等于冷却器表面吸收的热量(i-i将上式从将上式从将上式从将上式从0 0 0 0到到到到A A A A积积积积分分分分,得：得：得：得：由前面公式可知：由前面公式可知：由前面公式可知：由前面公式可知：22A将上式从0到A积分,得：由前面公式可知：22A肋通系数肋通系数:每排肋片管外表面面每排肋片管外表面面每排肋片管外表面面每排肋片管外表面面积积积积与迎与迎与迎与迎风风风风面面面面积积积积之比之比之比之比对对对对于于于于结结结结构特性一定的表冷器：构特性一定的表冷器：构特性一定的表冷器：构特性一定的表冷器：23A肋通系数:对于结构特性一定的表冷器：23A 虽虽虽虽然增加排数和降低迎面然增加排数和降低迎面然增加排数和降低迎面然增加排数和降低迎面风风风风速都能增加表速都能增加表速都能增加表速都能增加表冷器的冷器的冷器的冷器的 值值值值，但是排数的增加也将使空气阻，但是排数的增加也将使空气阻，但是排数的增加也将使空气阻，但是排数的增加也将使空气阻力增加；而排数力增加；而排数力增加；而排数力增加；而排数过过过过多多多多时时时时，后面几排，后面几排，后面几排，后面几排还还还还会因会因会因会因为为为为冷水与空气之冷水与空气之冷水与空气之冷水与空气之间间间间温差温差温差温差过过过过小而减弱小而减弱小而减弱小而减弱传热传热传热传热作用，作用，作用，作用，所以排数也不宜所以排数也不宜所以排数也不宜所以排数也不宜过过过过多，一般多用多，一般多用多，一般多用多，一般多用4 4 4 48 8 8 8排。此排。此排。此排。此外，迎面外，迎面外，迎面外，迎面风风风风速速速速过过过过低会引起冷却器尺寸和初投低会引起冷却器尺寸和初投低会引起冷却器尺寸和初投低会引起冷却器尺寸和初投资资资资的增加，的增加，的增加，的增加，过过过过高除了会降低高除了会降低高除了会降低高除了会降低 外，也将增加外，也将增加外，也将增加外，也将增加空气阻力，并且可能由空气把冷凝水空气阻力，并且可能由空气把冷凝水空气阻力，并且可能由空气把冷凝水空气阻力，并且可能由空气把冷凝水带带带带人送人送人送人送风风风风系系系系统统统统而影响送而影响送而影响送而影响送风风风风参数，比参数，比参数，比参数，比较较较较合适的合适的合适的合适的VyVyVyVy值值值值是是是是2 2 2 23m3m3m3ms s s s。几几 点点 说说 明明24A虽然增加排数和降低迎面风速都能增加表冷器的值，但表面式空气加表面式空气加热热器的器的计计算算 计计计计算原算原算原算原则则则则：QQ需需需需QQ供供供供25A表面式空气加热器的计算计算原则：Q需Q供25A设计设计性性计计算步算步骤骤 n n假定、求加热器有效截面f初选型号规格定f和、按经验公式计算K值按Q供Q需计算所需加热面积F确定其排数、台数检查其安全系数。26A设计性计算步骤假定、求加热器有效截面f初选型号四、表冷器的四、表冷器的计计算算类类型型计计计计算算算算类类类类型型型型已知条件已知条件已知条件已知条件计计计计算内容算内容算内容算内容设计设计设计设计性性性性计计计计算算算算空气量空气量空气量空气量G G G G空气初状空气初状空气初状空气初状态态态态t t t t1 1 1 1,i,i,i,i1 1 1 1（t t t ts1s1s1s1.）空气空气空气空气终终终终状状状状态态态态t t t t2 2 2 2,i,i,i,i2 2 2 2（t t t ts2s2s2s2.）冷却器型号、台数、排数冷却器型号、台数、排数冷却器型号、台数、排数冷却器型号、台数、排数（冷却面（冷却面（冷却面（冷却面积积积积A A A A）冷水初温）冷水初温）冷水初温）冷水初温t t t tw1w1w1w1（或冷水量（或冷水量（或冷水量（或冷水量W W W W）终终终终温温温温t t t tw2w2w2w2（冷量（冷量（冷量（冷量Q Q Q Q）校核性校核性校核性校核性计计计计算算算算空气量空气量空气量空气量G G G G空气初参数空气初参数空气初参数空气初参数t t t t1 1 1 1，i i i i1 1 1 1（t t t ts1s1s1s1.）冷却器型号、台数、排数（冷冷却器型号、台数、排数（冷冷却器型号、台数、排数（冷冷却器型号、台数、排数（冷却面却面却面却面积积积积A A A A）冷水初温冷水初温冷水初温冷水初温t t t tw1w1w1w1，冷水量，冷水量，冷水量，冷水量W W W W空气初参数空气初参数空气初参数空气初参数t t t t2 2 2 2，i i i i2 2 2 2（t t t ts2s2s2s2.）冷水冷水冷水冷水终终终终温温温温t t t tw2w2w2w2，（冷量，（冷量，（冷量，（冷量Q Q Q Q）27A四、表冷器的计算类型计算类型已知条件计算内容设计性计算空气量表冷器的表冷器的热热工工计计算方法算方法28A表冷器的热工计算方法28A29A29A30A30A31A31A32A32A33A33A34A34A校核校核计计算算实实例例35A校核计算实例35A36A36A37A37A38A38A喷喷水式表面冷却器水式表面冷却器兼有喷水室和表冷器的双重作用，从而弥补了普通表冷器的不足在表冷器前设置了喷嘴，将水喷在表冷器外表面形成一层，而空气则通过与水膜进行热、湿交换来达到加湿和净化的目的39A喷水式表面冷却器兼有喷水室和表冷器的双重作用，从而弥补了普第五第五节节 空气的其它加空气的其它加热热加湿方法加湿方法电电电电加加加加热热热热器加器加器加器加热热热热空气空气空气空气40A第五节空气的其它加热加湿方法电加热器加热空气40A裸裸裸裸线线线线式式式式 ：结结结结构构构构简简简简，热热热热惰性小，加惰性小，加惰性小，加惰性小，加热热热热迅速迅速迅速迅速 但其易断但其易断但其易断但其易断丝丝丝丝漏漏漏漏电电电电，安全性差，安全性差，安全性差，安全性差 管管管管 式：加式：加式：加式：加热热热热均匀，均匀，均匀，均匀，热热热热量量量量稳稳稳稳定，安全性好，定，安全性好，定，安全性好，定，安全性好，但但但但热热热热惰性大，惰性大，惰性大，惰性大，结结结结构复构复构复构复杂杂杂杂41A裸线式：结构简，热惰性小，加热迅速管式：加热均匀，热量42A42A43A43A