热质交换原理与设备 第4章

(6)半即热式换热器 半即热式换热器是一种新型换热设备，它是
在吸收20世纪90年代国际先进技术基础上研制而成，广泛应用于 一般工业及民用建筑的生活热水、采暖和空气调节等系统。
图4-12 固定管板式汽—水换热器 1—外壳 2—管束 3—固定管板 4—前水室 5—后水室
图4-13 浮头式管壳汽—水换热器 1—浮头 2—被加热水入口 3—被加热水出口 4—蒸汽入口 5—蒸汽出口 6—汽侧排气口 7—挡板湿度φ=60%的室外空气处理到t=2 2℃、φ=50%，为此先通过空气冷却器减湿冷却，再通过加热 器加热。
8.对风量为1000kg/h，状态为干球温度t=16℃、相对湿度φ=30
%的空气，用喷蒸汽装置加入了4kg/h的水汽，试问处理后的空 气终态是多少?如果加入了10kg/h的水汽，这时终态又是多少? 会出现什么现象? 9.已知室外空气状态为干球温度t=21℃、含湿量d=9g/kg，送风 状态要求t=20℃、含湿量d=10g/kg，试在h-d图上确定空气处理 方案。
第 4章 4.1 空气与固体表面之间的热质交换 4.2 空气与水直接接触时的热质交换 4.3 空气热质处理设备
4.1 空气与固体表面之间的热质交换
4.1.1 空气与光管固体表面之间的热质交换 4.1.2 空气与肋片管固体表面之间的热质交换
图4-1 湿空气的冷却与减湿
图4-2 麦凯尔方程所表示的 湿空气的冷却减湿过程
进入扩压管，达到同样的压力和温度后流出喷射泵。
(2)喷射泵的构造和工作原理 (3)水—水喷射泵 (4)汽—水喷射泵 喷射泵的主要部件包括工作喷管、 引入室、混合室和扩散管，如图4-38所示。 水—水喷射泵也可简称为水喷射器。 汽—水喷射泵也可简称为蒸汽喷射泵。
图4-38 喷射泵示意图
图4-39 水喷射器压力与速度变化
2.冷却塔
(1)冷却塔的形式 (2)冷却塔的结构 冷却塔是用自然通风或机械通风的方式，利 冷却塔主要包括以下几个部分：淋水装置、 用冷空气将温度较高的水进行冷却然后再循环使用的设备。
配水系统和通风筒。
图4-32 冷却塔示意图 1—配水系统 2—淋水装置 3—百叶窗 4—集水池 5—空气分配区 6—风机 7—风筒 8—收水器
1)淋水装置，又叫填料。 2)配水系统，其作用在于将水均匀地分配到整个淋水面积上，提 高淋水装置的冷却能力。 3)通风筒，是冷却塔的外壳，气流的通道。
图4-33 点滴式淋水装置板条布置 a)棋盘式 b)方格式 c)倾斜式 d)阶梯式
图4-34 薄膜式淋水装置 a)小间距平板淋水填料 b)石棉水泥板淋水填料 c)斜波交错填料 d)蜂窝淋水填料
参考文献
图4-41 板式间接蒸发冷却器
图4-42 管式间接蒸发冷却器
图4-43 间接蒸发冷却器示意图和空气处理过程
图4-29 立式喷水室 结构示意图 1—挡水板 2—喷嘴与排管 3—水泵 4—冷水管 5—溢水管 6—泄水管 7—底池 8—补水管 9—循环水管 10—供水管 11—新风口 12—浮球阀 13—溢水器
图4-30 用喷水室处理空气的假想和理想情况 a)假想情况 b)理想情况
图4-31 喷水室处理 空气的实际过程
4.1.2 空气与肋片管固体表面之间的热 质交换
1)热、质传递过程是稳态的。 2)肋片的热导率、肋根温度tF,B均为定值。 3)金属肋片只有x方向的导热，肋片外的水膜只有y方向的导热。
图4-3 肋片示意图
4.2 空气与水直接接触时的热质交换
图4-4 空气与水直接接触时的热质交换 a)敞开的水面 b)飞溅的水滴
图4-14 U形管管壳式汽—水加热器
图4-15 套管式水—水换热器
图4-16 分段式水—水换热器 1—凝结水入口 2—凝结水出口 3—被加热水(回水)入口 4—被加热水(回水)出口 5—膨胀节
图4-17 浮头式水—水换热器
图4-18 汽—水螺旋板式换热器
图4-19 水—水螺旋板式换热器
图4-20 单流程组合方式
口多、承受压力比钢制散热器低。
(2)铸铁长翼型散热器 (3)铸铁圆翼型散热器 (4)钢制柱型散热器 (5)钢制板型散热器 钢制柱型散热器与铸铁柱型散热器相似， 钢制板型散热器由面板、背板、进出水口 每片有几个中空立柱。 长翼型散热器的外表面具有许多竖向肋 片，外壳内部为一扁盒状空间。
接头、放水门固定套及上下支架组成。
图4-40 QSH型汽水混合加热器示意图
复习思考题和习题 1.选择散热器时应考虑哪些因素? 2.喷水室处理空气时，假想情况、理想情况和实际情况的含义
是什么?
3.在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行冷却减湿的理想过程。 4.在焓湿图上绘制用喷水室对空气进行加热加湿的理想过程。 5.喷射泵有哪些类型?举例说明各种喷射泵的用途? 6.已知通过空气冷却器的风量为5000kg/h，冷却前的空气状态 为干球温度t=27℃、湿球温度ts=20℃，冷却后的空气状态为t=1 5℃、ts=14℃，试问空气冷却器吸收了多少热量?
图4-11 钢制扁管型散热器的结构和尺寸
(1)管壳式换热器 管壳式换热器是目前应用最广泛、技术上最成
熟的传统的换热器。
(2)螺旋板式换热器 螺旋板式换热器是近几十年来广泛使用的换 热设备，具有传热效率较高，结构紧凑的优点。
(3)板式换热器 板式换热器是一种传热效率高、结构紧凑的新型
换热器。 (4)容积式换热器 容积式换热器既是换热器又是储水箱，多用于 生活热水用户。 (5)单元组合式换热器 单元组合式换热器是一种适合现代供热发 展需要的新型换热设备，它是在吸收20世纪90年代国际先进技术 基础上研制而成的。
加热器类型室温允许波动值 ≤±1℃ ±1℃ ≥±1℃
4.空气冷却器
图4-27 各种肋片形式
4.3.2 混合式热质交换设备
1.喷水室 2.冷却塔 3.喷射泵
4.汽水混合加热器
5.间接式蒸发冷却器［9］
1.喷水室
(1)喷水室的用途 喷水室主要用于对空气加热、冷却、除湿或 加湿处理，根据喷洒的水温不同，可以实现多种过程，如加热 加湿(水温大于空气温度)、冷却减湿(水温小于空气露点温度)、
等温加湿(水温等于空气温度)和绝热加湿过程(水温等于湿球温
度)。 (2)喷水室的结构 级，低速、高速。 (3)喷水室处理空气的特点 换。 在喷水室处理空气过程中，被处理 的空气与喷嘴中喷出的小水滴表面进行直接接触，进行热质交 喷水室有下列类型：卧式、立式，单级、双
图4-28 卧式喷水室结构示意图 1—前挡水板 2—喷嘴与排管 3—后挡水板 4—底池 5—冷水管 6—滤水器 7—循环水管 8—补水管 9—溢水管 10—泄水管 11—检查门 12—浮球阀 13—溢水器
图4-35 铅丝水泥网板淋水装置
图4-36 配水系统 a)槽式 b)管式 c)池式
图4-37 冷却塔示意图 1—布水器 2—填料 3—隔墙 4—集水池 5—进风口 6—风机 7—风筒 8—收水器 9—风伞 10—塔体 11—导风板
3.喷射泵
(1)喷射泵的类型和用途 喷射泵是利用喷管把压力较高的流体 喷出，形成高速低压流体，使其压力低于被引射流体的压力， 这样就把被引射流体吸入混合室混合，进行热质交换，再一起
(6)闭式钢串片对流散热器 片、联箱及管接头组成。 (7)钢制扁管型散热器
闭式钢串片对流散热器由钢管、钢
图4-5 柱型散热器示意图
图4-6 长翼型散热器示意图
图4-7 圆翼型散热器示意图
图4-8 钢制柱型 散热器的结构
图4-9 钢制板型散热器的结构
图4-10 闭式钢串片式散热器的结构和尺寸
图4-21 多流程组合方式
图4-22 板式换热器
图4-23 卧式容积式换热器
图4-24 立式容积式换热器
图4-25 单元组合式换热器
图4-26 半即热式换热器
3.空气加热器
表4-1 热媒的选择
一、二次加热器 低压蒸汽、热水 高压蒸汽、低压蒸汽、热水 高压蒸汽、低压蒸汽、热水 室温调节加热器 电加热器 低压蒸汽、热水
4.3 空气热质处理设备
4.3.1 间壁式热质交换设备 4.3.2 混合式热质交换设备
4.3.1 间壁式热质交换设备
1.散热器 2.水加热器 3.空气加热器
4.空气冷却器
1.散热器
(1)铸铁柱型散热器 铸铁柱型散热器传热系数大、型式美观、 不易积灰、单片面积小、容易组成所需要的散热面积，防腐性 好、使用寿命长，但造价较高，金属热强度低、片与片间的接