热质交换原理与设备课程第五章 节 3表面式冷却器的热工计算.pptVIP

②确定表面冷却器的型号 假定一个Vy’，计算迎风面积Ay’，再根据Ay’选择合适的冷却器型号及并联台数，并算出实际的Vy值。 假定Vy’＝2.5m／s： 根据Ay’＝2.8m2，查附录5-5，选用JW30-4型表面冷却器一台，其Ay＝2.57m2，所以实际的Vy 为： 再查附录5-4，在Vy＝2.7m／s时，8排JW型表面冷却器实际的ε2=0.950，与需要的ε2=0.947差别不大，可继续计算。 若二者差别较大(10%)，应改选其它型号表冷器或在设计允许范围内调整空气的一个终参数，变成已知冷却面积及一个空气终参数求解另一个空气终参数的问题。 由附录5-5可知，所选表冷器的每排传热面积： Ad=33.40m2,通水截面积Aw=0.00553m2 。 ③求析湿系数 ④求传热系数 未给出水初温或水量，缺少一个已知条件，故采用假定水流速的办法补充一个已知数。 假定水流速ω=1.2m/s，根据附录5-3中的相应公式可计算出传热系数： 5.2.4 表面式冷却器的热工计算 一.表冷器处理空气时发生的热质交换的特点 等湿冷却过程或干冷过程（干工况）： 显热交换 减湿冷却过程或湿冷过程（湿工况）： 显热交换和潜热交换 空气主流与凝结水膜之间的温差而产生热交换；空气主流与凝结水膜相邻的饱和空气层中的水蒸汽分压力差引起质交换。 表冷器中热质交换规律符合刘伊斯关系式： 则推动总热交换的动力是焓差： 温差引起的热交换量为 引入换热扩大系数表示由于存在湿交换而增大了的换热量 直接反映了表冷器上凝结水析出的多少，又称为析湿系数。干工况的 =1。 二.表冷器的传热系数 对于既定结构的肋管式换热器，其传热系数为： 由于 则： hw——表冷器外表面的换热系数。 说明：当表冷器上出现凝结水时，外表面的换热系数比干工况时增大了 倍；此时表冷器的传热系数 ： W/m2·K ——湿工况下表冷器的传热系数，W/m2·K。 三.表冷器的设计计算 表面式冷却器处理空气可分为： 设计性计算：选择表冷器，以满足已知初、终参数的空气处理要求； 校核性计算：检查已确定了型号的表冷器，将具有一定初参数的空气能处理到什么样的终参数。 表5-2是最常见的计算类型。 表5-2 表面冷却器的热工计算类型 冷却器型号、台数、排数（冷却面积A) 冷水初温tw1（或冷水量W)终温tw2 （冷量Q) 空气终参数t2，i2（ts2．．．．） 冷水终温tw2，（冷量Q) 设计性计算 校核性计算 已知条件 空气量G 空气初状态t1，i1（ts1．） 计算内容 计算类型 空气终状态t2，i2（ts2．) 空气量G 空气初参数t1，i1（ts1．) 冷却器型号、台数、排数 （冷却面积A) 冷水初温tw1，冷水量W 水冷式表冷器的设计计算 （效能-传热单元数法） 1.表冷器的热交换效率(全热交换效率） 定义式为： ——处理前空气的干球温度，℃； ——处理后空气的干球温度，℃； ——冷水初温，℃。 上式同时考虑了空气和水的状态变化。 图 表冷器处理空气时的各个参数 t1-tw1 ——表冷器中可能发生的最大温差。 将式分子分母同时乘以空气的热容量有： 实质上 就是前面讲的换热器的传热效能。 在表冷器的某微元面上，由于存在温差，空气温度下降 放出的热量为： ——冷却过程中的平均析湿系数 温差一定，表冷器表面上有凝结水时，传热系数由K Ks。 上式表明相当于空气的热容量增大 了倍。 所表示的无因次量有： 热容比： 传热单元数： 式中W为冷水量，单位是kg/s。 空调工程中用表冷器处理空气时，可视为逆流流动，其热交换效率ε1 按逆流传热效能公式可得： 与《空气调节》教材中的热交换效率系数ε1的表达式是完全一样的。 2.表冷器的接触系数(通用热交换效率) 接触系数为： ——表冷器在理想条件下工作时，空气终状态的干球温度，℃。 只考虑空气的状态变化。 根据定义： 或： 表冷器处理空气时的各个参数 如上图，在微元面积dA上由于存在热交换，空气放出的热量-Gdi应该等于冷却器表面吸收的热量hm (i-i3)dA