空调喷淋室热湿交换过程实验研究
湿空气热湿转换过程的热学原理_江亿
热学体系暖通空调HV &AC 2011年第41卷第3期51 湿空气热湿转换过程的热学原理＊清华大学 江 亿☆ 谢晓云 刘晓华摘要 讨论了湿空气处理过程中的传热、传质和相变过程,针对实际工程中的一些困惑,提出了基于的新的热学分析方法。
用这一方法,可以得到空气处理过程中各种损失的构成,清晰地看到空气等焓喷水加湿过程与沿饱和线加热加湿或冷却除湿过程的巨大差异,找到各种工程条件下最好的湿空气处理途径。
介绍了基于的湿空气热湿转换过程分析方法,对一些典型工程问题进行了深入分析。
关键词 湿空气 热湿转换 热力学Thermological principle of moist air heat andmoisture conversion processesB y J iang Y i ★,X ie X iaoy un and Liu X iaohuaAbstract Discusses the pr ocesses of sensible heat tr ansf er ,mass tr ansfe r and phase change in var ious moist a ir handling processes .Aim ing to some problems appe ared in ac tual projec ts ,puts forwar d a new therm al a nalysis method base d on entr ansy par ame ter .Based on the new method ,obtains the composition of diff er ent kinds of entr ansy loss in moist air handling pr ocesses ,finds the obvious diff er ence be tween the isenth alpic spr aying humidifying pr ocess of moist air and the heating humidifying pr ocess or cooling dehumidifying pr ocess of moi st air along the sa tur ation line ,and finds out the best m oist air handling pr ocess under diff er ent engineer ing conditions .Pr esents the analy sis method of heat and m oistur e conve rsion process of moist air based on e ntransy par ameter ,and analy ses se ver al typical engineer ing pr oblems .Keyword s m oist air ,heat and moistur e conversion ,e ntransy ,therm odynam ics★Tsingh ua Un iversity ,B eijing ,Ch ina ＊国家自然科学基金资助项目(编号:50778094,51006058)0 引言湿空气的处理是空调工程的基本问题之一。
立式高速喷水室热湿交换性能优化
立式高速喷水室热湿交换性能优化陈凯;苏秀;鲍玲玲【摘要】基于MATLAB软件与理论,建立了二维水滴运动方程耦合传热传质方程的数学模型,采用数值计算的方法,对数学模型进行求解,分析不同因素以及湿空气饱和程度对立式、高速喷水室传热传质性能的影响.结果表明,合理地增加塔高、水气比以及减小水滴直径、水滴速度有利于提高立式高速喷水室传热传质的效果;提高湿空气的相对湿度有利于热湿交换效果.同时,为设计立式高速喷水室的结构以及优化热湿交换过程提供理论依据.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2019(033)004【总页数】7页(P388-394)【关键词】火积;传热传质;换热量;立式喷水室;热湿交换效果【作者】陈凯;苏秀;鲍玲玲【作者单位】河北工程大学能源与环境工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学能源与环境工程学院,河北邯郸 056038;河北工程大学能源与环境工程学院,河北邯郸 056038【正文语种】中文【中图分类】TB61.10 引言喷水室是空调系统的核心设备，在工业生产过程中，由于喷水室处理空气具有较多优点而被广泛应用以满足生产工艺和生活的需要[1]。
喷水室可以完成对空气的冷却、加热、加湿和减湿等各种处理，既保证了生产工艺对空气温度与湿度的要求同时还可以净化空气。
申勇波等[2]利用蒸发冷却填料对空气进行过滤除尘。
陈丽媛等[3]研究得到蒸发冷却技术在“一带一路”沿线国家有较好的应用前景。
霍海红等[4]研究了不同因素对填料式直接蒸发冷却空调换热效率的影响。
薛运等[5]研究了不同气象条件对新型蒸发冷却空调运行性能的影响。
杨洋等[6]得出了纺织厂喷水室风速和喷水压力与除尘效率的关系。
文献[7-8]对优化热湿交换过程时采用火用损失最小化或者熵产最小化原理存在质疑。
过增元等[9-10]基于导热和导电过程引入了一个新的热学参数。
CHEN等[11]指出对于不涉及热工转化的传热过程应使用火积耗散来优化传热过程。
空调用喷淋蒸发式冷凝器换热性能实验研究 崔洁
空调用喷淋蒸发式冷凝器换热性能实验研究崔洁发表时间：2018-02-26T15:28:35.873Z 来源：《建筑科技》2017年第21期作者：崔洁关博涵郭俊明[导读] 采用泡沫金属的制冷系统性能的优化趋势越明显。
该装置还能够增加设备的换热面积、减震、减轻噪音，从而达到改善强化换热的目的。
崔洁关博涵郭俊明沈阳工程学院辽宁沈阳 110136摘要：搭建回收利用蒸发器冷凝水对冷凝器进行喷淋冷却的试验装置。
测试结果表明，冷凝器喷淋装置包裹泡沫金属后，制冷量增加1％～3％，功率减少4％～6％，COP提升0.2，而且冷凝温度越高，关键词：喷淋；冷凝器；泡沫金属引言：作为制冷系统的四大部件之一的冷凝器，是制冷机中的主要换热设备之一，来自压缩机的高温高压制冷剂过热蒸气在冷凝器中冷却并冷凝成饱和或过冷液体，制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质（水或空气）带走。
它运行的综合效率决定了制冷系统的性能和经济性，所以它的发展和应用也越来越受到人们较高的关注。
蒸发式冷凝器原理蒸发式冷凝器是水-空气式冷凝器，由制冷剂蒸汽冷凝放热到环境中，在蒸发式冷凝器中，循环水由水泵压送至冷凝盘管上方，经喷嘴均匀喷洒在冷凝盘管表面。
当来自压缩机的高温高压的制冷剂蒸汽经过冷凝盘管时，循环水不断被喷淋在冷凝盘管外表面形成水膜，同时配风系统在风机的作用下是空气在换热盘管外绕过，水膜吸收制冷剂蒸汽的热量后部分蒸发变成水蒸汽随快速流动的空气进入环境中，另一部分重新回到下部的水槽中，这样就有效的利用了水的蒸发潜热，增强了换热效果。
空气的作用主要是将蒸发的水蒸汽带走，同时也可以起到一定的冷却效果。
此外为了减少水的散失，在冷凝盘管和填料一侧装有收水器（又称挡水板），尽量防止空气带走水蒸汽夹带的水滴。
蒸发式冷凝器是以蒸发冷凝和显热两种热交换方式为基础，主要利用喷淋的冷却水蒸发吸热降温和空气降温来实现高温高压制冷剂蒸汽的冷却。
它是由水冷式冷凝器加上冷却塔系统改进而来，并利用了冷却塔的操作机理，与冷却塔不同的是它没有冷却水在冷凝器中的显热传递，所以蒸发式冷凝器的冷凝温度更接近于空气的湿球温度，这不仅大大降低了压缩机的功率，减少了循环水量，还降低了对水泵和化学处理的要求。
多点喷雾空调系统的测试分析
摘要 ： 测试分析多点喷雾空调 系统的应用情况。以陕西某纺织企业细纱车间和前纺车间空调室为例，
对 送 风 系统 的 设 计 和 测 试 结 果 进 行 对 比 ， 其 实测 送 风 系统 和 设 计 送 风 系统 的风 压 图进 行 比 较 。 结 果 表 明 ： 对 采
用 多点喷 雾型风机可 简化喷淋 室的结构和 管理 ， 热湿交换效率并不理想。认 为 ： 但 应根据喷淋 室的雾化情 况， 通 过合理加装喷淋排 管与 多点喷 雾相 结合 的方式 ， 高热湿交换效率。 提
Ｗａｎ Ｘｉ ｎ Ｙａ ｇ ｗｅ ｎ Ｓｕｑａｎ Ｈｕ ｇ ａｎ ｉ ａｎ Ｘｉ ｇ
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ｐ ｙｎ ｙ ｔｍｓｗ ｒ ｏ ｔ ｓｅ ．Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｓｔ ａ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｍａ ａ ｅ ｎ ｆ ｐ ａ ｉ ｇ ｒ ｏ ａ ｅ ｓｍｐ ｉ ｅ ｙ ａ ｌ ｉ ｇｓ ｓｅ ｅ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｒ ｙｎ ｏ ｍ ｃ ｎｂ ｉ ｌ ｉｄ ｂ — ａ ｒ ｏｓ ｆ ｄ ｐ ｉ ｇ ｍｕ ｔ ｐ ｉ ｔ ｐ ａ ｉｇ ｆ ｎ， ｈ ｌ ｈ ｅ ｔａ ｄ ｍｏｓｕ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｓｎ ｔｉｅ １ ｔｉ ｃ ｎ ｉｅ ｅ ｈ ｔ ｈ ｏ ｔ ｌ — ｏｎ ｓｓ ｒ ｙｎ ａ ｗ ｉ ｔ ｅ ｈ ａ ｎ ｉｔｒ ｘ ｈ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｙ ｉ ｏ ｄ ａ ．Ｉ ｓ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ｔ ａ ｅ ｎ ｉ ｅ ｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｉ ｕ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｈ ｕ ｄ ｂ ｍｐ ｏ ｅ ｙ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ａｉｎ ｌｓ ｒ ｙ ｎ ｉ ｅ ｎ ｌ — ｏ ｎ ｓｓ ｒ ｙｎ ｅ ｔａ ｄ ｍｏ ｓ ｒ ｘ ｈ ｎ ｅｅ ｉｎ ｙ ｓ ｏ ｌ ｅｉ ｒ ｖ ｄ ｂ ｏ ｉｉ ｇ ｒ ｔ ａ ｐ ａ ｉ ｇ ｐｐ ｓａ ｄ ｍｕ ｔ ｐ ｉｔ ｐ ａ ｉ ｇ ｔ ｉ ｏ ｉ
空气的热湿处理
空气的热湿处理为了使空调房间送风的热、湿度达到要求，在空调系统中必须有相应的热湿处理设备，通过各种处理方法（如对空气的加热或冷却、加湿或减湿），满足所要求的送风状态。
在空调工程中，用喷淋水处理空气得到广泛应用，尤其是对于大型的生产性空调，要求相对温度严格的场合。
喷水室中水和空气直接接触，热湿交换率高；空气被洗涤净化；只要适当改变水温，就能对空气进行加热、加湿或降温、减湿处理。
1、水和空气的热湿交换过程空气与水之间热湿交换规律所谓喷水室处理空气，是用喷嘴将不同温度的水喷成雾状水滴使空气与水之间产生强烈的热、湿交换，从而达到一定的处理效果。
在喷水室中，由于喷嘴的作用布满了无数小水滴。
现取一滴水进行分析，如图1所示。
由于水滴表面的蒸发作用，在水滴表面形成一层空气薄层。
不论是空气中的汽分子，还是水滴表面饱和空气层中的水汽分子，都在作不规则运动，空气中的水分子有的进入饱和空气层中，饱和空气层中的水汽分子有的也跳到空气层中去。
若饱和空气层中水汽压力大于空气中的水汽压力，由饱和空气层跳进空气中的水汽分子，多于由空气跳进饱和空气层中的水汽分子，这就是水分蒸发现象，周围空气被加湿了。
相反，如果周围空气跳到水滴表面饱和空气层中水汽分子，多于从饱和空气层中跳到空气中的水汽分子，这就是水汽凝结现象，空气被干燥了。
这种由于水蒸气压力差产生的蒸发与凝结现象，称为空气与水的湿交换。
图1 空气与水的热湿交换2、空气与水直接接触时的状态变化过当空气流过水滴表面是时，把水滴表面饱和空层的一部份饱和空气吹走。
由于水滴表面水汽分子不断蒸发，又形成新的饱和空气层，这样饱和空气层将不断与流过的空气相混合，使整个空气状态发生变化。
如果喷水量无限大，水和空气接触时间又无限长，则全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。
在图2中，O表示被处理空气的状态点，当用水喷淋空气时，随着水温不同，可以得到七种典型的空气状态变化过程。
（1）tsh＞tg水温度高于空气的干球温度,过程线为O-1.显然,空气状态变化的程线在等温线索年方,如果在过程线上任取一点表示处理后的空气状态点,可见处理后的空气温度、湿量、焓均增加。
喷水室热交换效率的修正试验
棉 纺 织 技 术 Ｃｏ ｏｎＴｅ ｔｅ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ￣ ｘｉ ｃ ｎ ｌｇ ｌ
第３ ４卷 第 ６期 ２０ ０ ６年 ６月
喷 水 室 热 交 换 效 率 的修 正 试 验
徐 红 周 斌
王 照旭
（ 新疆 溢达纺织有限公 司）
ｄ ｐ ｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｆｍｏｓｕ ｅ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｕｓｄ ａ ｅ ｔｄ，ｔ ｅ ｒｌｔ ｎ ｏ ａｅ ｔａ ｌ ａ ｉ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ｏ ｔｄ ｉ ｅ ｔ ｈ ｘ ｈ ｎ ｅ ｏ ｉｔｒ ｅ ｅａ ｕ ｅ ｏ ｔｉｅ ｗ ｓ ｔｓｅ ｈ ｅａ ｉ ｆｗ ｔｒ ｓｅ ｎ ｔ ｎ ｒｃ ｉ ｌ ｏ ｒ ｏ ｃ
ｔｎｔ ｅｐｅｓｈ ｅｔ ｘｈｎ ｅ ａｅ ｎＸｎｉｎ ｒａｅａｔ ． ｗ ｅ ｔ ｅ ｅ ａｄｉ ｎｈ ｌ ｃ ｅｉｇｔ ａｍ ｎ ｗ ｒ ａ ｉ ｘｒｓ ｔｅｈａ ｅｃ ａｇ ｔ ｉ ｉ ａ ｇ ｅ ｘｃｙ Ｔ ｏｒｌｉ ｔ ｎ ｅ ｔ ｐ ｔｎ ｅｔ ｅｔ ｅ — ｏ ｏ ｒ ｊ ａ ｌ ａｖ ｊ ｓ ａ ｉｗ ｔ ｒ ｅ
Ａｎ ｌｓｓ ａｙ ｉ
下得到的。新疆地 区要使用这些经验公式 ， 就必
１ 问题的提 出
由 于新 疆 典型 的 西 北 大 陆气 候 ， 季 气候 宜 春
须进 行修 正 ， 修 正 系 数 义 是 多 少？ 我们 通 过 大 其 量 试验测 定 ， 不 同水 气 比 与热 交 换 效率 的 关系 对 进行 分 析 ， 到新 疆 地 区实 用 的水 气 比和适 用 于 得 新 疆 地 区 的热 交换 的修 正 系数 ， 同行 参考 ． 供 ．
疆 地 区用 循 环 水 降 温 加 湿 处 理 空 气 的水 气 比 范 围 为 ０ ６～ ． ． ． ０ ８．
喷水室内空气与水直接接触的热湿交换过程分析
０ 引 言
喷水 室是 一 种 以水 为 介 质 的 热 湿处 理装 置 ， 它能 实现 对空 气 的 多种 处 理 ，被 广 泛 应 用 于 中央 空调 工程 。运 行 时 ，喷水 室 内喷 出许 多小水 滴 ，与 进入 室 内的空 气 直 接接 触 进 行 热 湿 交换 ，从 而 使 空气 的状 态 发生 变 化 。在 水 量 无 限多 、接 触 时 间 无 限长 的理想 条 件 下 ，喷水 温度 决 定 了喷 水 室 可 以对 空气 进行 何种 处理 ，也就 是说 ，要使 用 喷水 室 达到 预期 的空 气处 理效 果就应 设 置一定 的喷水 温 度 ，这 是 因为喷 水 温 度 是决 定 喷水 室 内空 气 与水 热湿 交换 方 向的重要 因素 。为深 入 了解 喷 水室 内 空气 与水 之 间的 热湿 交 换 过 程 ，促 使 达 到 理 想 的 空气 处理要 求 ，本 人 以下从 焓 湿 图得 出不 同喷水 温度 时空 气处 理 过程 的特 点 后 ，进 一 步 对 各 过 程 中空 气与 水 的热湿 交换 方 向进行 了分 析 。
焓 和减焓 的分界 线 ； 表 示 空气 的干 球温 度 ，则 ｔ
表 １
喷 水 室 中 空 气 与 水 直 接 接 触 时 七 种 热 湿 处 理 过 程 的 空气 状 态 参数 变 化 特 点 （表 示 喷 水 温 度 ）
２ 水 室 内七 种 空 气处 理 过 程 的 热 湿 ２表不 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｅａｔ ａｎｄ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｓｐａｙ ｃｈａｍｂｅｒ，ｔｈｅｎ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ａｉｒ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ ａｉｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｏｇｒｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｓｐｒａｙ ｃｈａｍｂｅｒ；Ｈｅａｔ ａｎｄ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ；Ｓｅｎｓｉｂｌｅ ｈｅａｔ；Ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ
空调用喷水室热质交换方程组的精确解
空调用喷水室热质交换方程组的精确解
颜苏芊;黄翔
【期刊名称】《纺织高校基础科学学报》
【年(卷),期】2004(017)002
【摘要】对喷水室热质交换方程组采用泛函分析中著名的Banach压缩映象原理,给出了存在与唯一性定理,推导出各断面空气的干球温度和含湿量及水温的精确解的迭代形式,给出了误差估计,并对精确解作了分析.
【总页数】4页(P146-149)
【作者】颜苏芊;黄翔
【作者单位】西安工程科技学院,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048;西安工程科技学院,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048
【正文语种】中文
【中图分类】TB657.2
【相关文献】
1.喷水室热、质传递的理论分析 [J], 李刚;黄翔;颜苏芊;吴冬梅
2.喷水室热质交换方程组的显式解 [J], 容跃堂;马福敏
3.喷水室两相流热质传递研究 [J], 李新禹;金星;谷操;徐杰;刘龙;刘玉杰
4.喷水室内空气与水直接接触的热湿交换过程分析 [J], 刘帅
5.立式高速喷水室热湿交换性能优化 [J], 陈凯;苏秀;鲍玲玲
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空气的热湿交换设备喷水室性能测定
指导教师 杨全
前言
在空调工程中，为了实现空气的热湿处理过程，需要使用不同 的热湿交换设备。热湿交换设备按工作特点可分为直接接触式 和表面式两大类。在直接接触式中．喷水室是应用最为广泛的 一种。 在喷水室中喷出不同状态的水，可以实现空气的加热，冷却、
加湿、减湿等多种空气的处理过程，并具有一定的空气净化能
Q2 Q1 100% Q2
a
水侧
w
当计算所得热平衡偏差ε a(w) ≤10 ％时，即为实验合格；否则需要改变运行 参数，重新进行测定与计算。
问题讨论
实验结果属于哪一种空气处理过程，请用焓-湿图（i-d）表示出来；
根据计算结果，若要提高η1 η2，应使空气和水的初终参数如何变 化？在本实验装置上如何才能实现； 在本实验中如何调整水和空气的参数以便使热平衡偏差最小。
Q1 Ga i
式中：Q1=空气失去的热量，KW。
数据计算与整理
喷水量
f w1 Gw 1000
式中：Gw——喷水量，kg/s； f——频率计读数，Hz； ρ w1——水温为tw1时水的密度，kg/m3； ξ ——涡轮流量变送器系数，本实验装置中ξ =999.2，1/L。
质量流速
实验方法
改变可控硅调速装代的输出电压，调节风机转速，以改变系统风
量； 用电接点水银温度计控制空气的初始状态温度；
喷淋冷冻水用阀门调整喷水压力以改变喷水量；
系统运行稳定后，测定空气及水的初、终状态温度、空气量、水 量及喷水室阻力；
对测定结果进行热工计算与评价。
实验步骤
了解实验装置中空气系统、水系统、测量系统等各部分的组成情况，熟
喷淋室热质交换特点
喷淋室热质交换特点
喷淋室热质交换的特点主要包括以下几点：
1.高效换热：喷淋室内的热质交换主要通过喷淋液体的蒸发和冷
凝来实现。
蒸发过程吸收热量，使喷淋液体温度降低，同时冷凝过程释放热量，使热空气温度升高。
这种高效的换热方式使得喷淋室具有较高的热回收效率。
2.适应性强：喷淋室的换热方式使其能够适应不同的气候条件和
空气质量。
在高温、高湿的环境下，喷淋室能够提供足够的冷却效果，而在低湿环境下，喷淋室可以通过除湿来保持空气的舒适度。
3.节能环保：喷淋室采用水作为换热介质，相比传统的空气-空
气换热器，水的比热容较大，能够吸收更多的热量，从而减小了设备的体积和能耗。
此外，喷淋室在运行过程中不产生有害物质，符合环保要求。
4.调节方便：喷淋室的温度和湿度可以通过调节喷淋液体的流
量、温度和循环次数来进行控制。
这使得喷淋室能够根据实际需求进行灵活的调节，满足不同工艺的要求。
5.应用广泛：喷淋室适用于各种需要处理热空气的场合，如工业
生产、空调系统、通风系统等。
其高效的换热性能和灵活的调节方式使得它在许多领域都有着广泛的应用前景。
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式中 f qb ( t s ) 为 1 个大气压下空气中饱和水蒸气分压
收稿日期 : 2006 - 10 - 15 作者简介 : 马红利 (1979 - ) ,女 ,甘肃白银人 ,硕士研究生 .
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 3 卷第 3 期
2007年7月
沈阳工程学院学报 ( 自然科学版) Journal of Shenyang Instit ute of Engineering ( Nat ural Science)
Vol13 No 13 J ul. 2007
空调喷淋室热湿交换过程实验研究
马红利 ,刘智勇
( 兰州交通大学 环境与市政工程学院 ,兰州 730070)
图4 空气与水的状态变化
对于等焓加湿过程 , 喷淋室前后的湿球温度应该 趋于一致 ,但由于实验设备的气密性和读数误差 ,所以 该实验的热交换效率为 t 2 - t s2 11 . 9 - 11 . 6 η= 1 =1= 75 % t 1 - t s1 12 . 7 - 11 . 5 该实验所用喷水室的热交换效率为 75 %.
图3 气水比与空气温降的关系
313 等焓加湿过程的热交换效率
图2 自动检测系统
3 实验结果与分析
311 等焓加湿的实现过程
在喷水压力 P 一定的情况下 ,用变频装置每隔一 定时间段来调节风机的转速 , 从而改变进入喷淋室空 气量的大小 ,计算方法可参见文献 [ 4 ] . 由数据采集系 统的数据显示可知 , 进入喷淋室前后空气的干湿球温 度随风机转速的不断提高而缓慢降低 , 当风机调到一 定转速即空气量的大小一定时 , 喷淋室前后空气的湿 球温度趋于一致并且等于水温 , 则实现了等焓加湿过 程 . 经过数次实验 , 整理出其中 6 组数据来分析计算 其结果 ( 见表 1) . 由表 1 数据可知 ,在喷水压力一定时 ,空气流速愈 大 ,气水比就愈大 . 312 气水比与空气温降的关系 在热湿交换空间 , 喷射水温降与气水比的关系如 图 3 所示 . 影响气水比的主要因素是喷嘴流量计的性 能、 喷水压力 、 喷嘴分布间距 、 进口空气流速装置及出
Pq - Pqb = ( t - t s ) t b - ts t - ts t b - ts t - ts
2 实验设备
此实验是在搭建的热湿交换实验台上进行的 , 如 图 1 所示 . 该实验台由进风段 、 排风段 、 喷淋室 、 取样 段、 测量段 、 冷却水箱等组成 . 喷淋段喷淋管的排数和
f qb ( t s ) - D Pa
喷水压力 P/ MPa
空气流速 ν / m・ s- 1
0. 555 0. 556 0. 557 0. 567 0. 568 0. 569
气水比 μ / kg・ kg 0. 178 0. 189 0. 192 0. 286 0. 362 0. 403
1
图1 实验台局部
流经喷淋室的空气温湿度参数由温湿度传感器来 测量 , 并将数据传到 A/ D 转换板上 ; 用 YYT - 2000B 型倾斜式微压计来测量喷嘴流量计前后的静压差并计 算喷水压力 ; 用喷嘴流量计来计算喷水量 ; 空气和水的 状态参数的检测均由空调机组数据采集系统的自动检 测装置来完成 . 见图 2
( )
p =1
∑w r16
p
( p)
= 01305 1 × 01480 + 01414 0 × 1 + 01280 9 × 016 = 01728
因此可得出方案 ⑤为最佳模式 .
4 结 论
通过用效果测度法对非定量因素进行定量化分
Application of Grey System Theory to Select Optimum Heating Model
喷淋室可以完成对空气加热 、 冷却 、 减湿 、 加湿等 各种处理过程 ,因此 , 它被广泛应用于空调工程中 . 国 外暖通界也非常关注这一课题 . 在此就将计算流体力 学中湍流两相流的质量 、 动量 、 热量守恒方程式及求解 方法应用于喷淋室的热工计算 , 并通过调节空气量和 喷水量的大小 ,利用不同的空气状态参数和设备参数 来实现等焓加湿过程 . 基于这种方案 ,通过理论分析和 实验研究 ,介绍了在喷淋室内 ,具有一定温度 、 压力 、 高 速运动的雾状水滴与空气充分接触 , 相互之间发生强 烈的质量 、 动量 、 热量交换的实验过程及测试结果 .
摘 要 : 对喷淋室内具有一定温度 、 压力 、 高速运动的雾状水滴与空气之间如何实现等焓加湿的热湿交换过程进行了实 验 ,阐述了实验过程 ,在实验的基础上分析了影响热湿交换的几个主要因素 ,所测的数据和实验分析结果可为工程实践 提供参考 . 关键词 : 喷淋室 ; 空气 ; 水 ; 热湿交换 中图分类号 : TU831 文献标识码 : A 文章编号 : 1673 - 1603 ( 2007) 03 - 0232 - 03
Hale Waihona Puke
第3期
马红利 ,等 : 空调喷淋室热湿交换过程实验研究 口气水分离的阻力等 .
表1 等焓加湿过程实验结果 实验号
1 2 3 4 5 6 0. 13
233 ・ ・
排距可以根据具体实验来增加和调节 . 该喷淋室喷管 为 2 排 ,间距为 500 mm ,每排 2 根立管 ,喷淋室断面为 1 m× 1 m ,采用波形挡水板 . 4 - 79 - 4 型离心通风机 , 配有 Y132 三相异步电动机 .
= 01305 1 × 01612 + 01414 0 × 0125 + 01280 9 × 016 = 01459 R5 = r15∑ =
( )
p =1
∑w r15
p
3
( p)
= 01305 1 × 01861 + 01414 0 × 1 + 01280 9 × 014 = 017809 R6 = r16∑ =
力随湿球温度变化的变化率 ; D 是根据风速所确定的 系数 . 将上 2 式代入式 ( 1) 得 t b - ts β( t - t s ) W c d t w = α( t - t s ) 1 d F +γ t - ts t b - ts ( 2) f qb ( t s ) - D Pa dF t - ts 式中 W 为与空气接触的水量 , kg/ s ; C 为水的定压 比热 ,kJ / kg・ ℃;α 为显热交换系数 ,W/ m2 ・ ℃;γ 为水 的汽化潜热 ,J / kg ;β为湿交换系数 ,kg/ N ・ S ; Pq 为主 体空气的水蒸气分压力 , Pa ; Pqb 为边界层饱和水蒸气 分压力 , Pa ; d F 为空气与水接触的微元面积 ,m2 ; t 为 主体空气温度 , ℃; t b 为边界层空气温度 , ℃; dtwww 为 水温变化 , ℃; Pa 为当地当时的大气压 ,kPa. 影响等焓加湿效率的重要因素是气水比 μ, 风速 v 和喷水压力 P ,其热交换效率可表示为 t - t s2 η= 1 - 2 = f (μ, v , p ) t 1 - t s1 式中 t 1 、 t 2 为空气的初温与终温 , ℃; t s1 、 t s2 为空气 初温与终温的湿球温度 , ℃ . 由于影响喷水室热交换效果的因素很多 ,在式 ( 2) 的基础上再补充空气和水滴动量及热交换方程就可以 进行理论求解 ,其过程异常困难 ,故通过实验的方法来 确定 .
4 结 论
1) 由于雾状水滴与空气进行热湿交换的影响因素
很多 ,对于不同结构的喷水室喷水效果要用试验的方 法来测定 . 2) 冬季空气与水在有限空间进行热湿交换时 ,在 ( 下转第 236 页)
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喷水压力 P 一定时 , 气水比随空气流速的增大而增 大 ,气水比越大空气温降变化越显著 . 3) 合理调整喷淋泵和风机转速使空气量与一定的 喷水压力相匹配才能实现等焓加湿过程 . 参考文献
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ZHENG Li2juan ,CAI J ue2xian
( School of Environmental Science and Municipal Engineering ,Lanzhou Jiaotong University ,Lanzhou 730070 ,China )
Abstract : This paper proposed multi2objective synt hesis effect measure met hod of gray system on basis of heating pat2 tern optimization selection problem. Grey system t heory and grey st rategy met hod are int roduced. Comparing wit h each kind of heating pattern in economics ,environment and technology ,a good effect is achieved and it provides a new qualitative met hod for optimum selection of heating pattern. Key words : heating pattern ;gray system ;project design ;effect estimates ( 上接第 233 页)