华北理工水质工程学教案09水的冷却.docx

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1、第周,第27讲次课程名称:水质工程学I摘要一区而令如痴循环及的如水水质处理(稳定)简介第九章水的冷却授课题目(章、节)9-1冷却构筑物类型9-2冷却塔的工艺构造【目的要求】通过本讲课程的学习,学会建立的方法,的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】水的冷却和循环及冷却水水质处理(稳定)简介工业生产中,为了保证设备的正常温度下工作,有许多需要冷却的设备(热交换器)水是最好的吸收和传递热量的介质。升温的水失去了它的冷却设备的能力,为了恢复其功能,节约用水,将其冷却后循环使用。水的最简便冷却方法是向大气中蒸发。水的蒸发散失使水中溶解物浓度升高,达到一定程度时.,使其产生CaC

2、O3、Mg(OH)2结晶析出。要进行水质处理(水质稳定):控垢、防腐蚀管道和设备。fflZJ-I微开式耳冷卸家住】一2冷加水4-环水第九章水的冷却水,授加发9-1冷却构筑物类型仔型r冷却池4冷却湖(唐山陡电qI浅型1、水面冷却:冷却构筑V2、喷水冷却池I利用河道等:首钢物AOZ一、水通过1Z2、Z,敞开式(湿式):传热传质同时进行I3、冷却塔:J密闭式(干式):仅传热(汽车)I混合式(干湿式):热水一干冷却一湿冷却-2空,44/V:qZn*f面冷却:f热传导水体水面向大气散热X热辐射少(少量)I蒸发散热(少量,仅湖表面)C浅水(小于3m):水流平面1面面积有限的水体:流为主,局部有温差异重流。

3、I深水(大于4m):温差异重流。工面面积很大的水体:河道、湖泊、海湾/I主流区:排水口(热水)流径取水口(冷水)的区域(主冷却区)(1)分三个区:II回流区:一定的回旋流动的区域。III死水区:不流动的部分(2)提高冷却效果途径:扩大主流区减小回水区卜设导流墙(堤)消灭死水区J取水口,取下层冷水。排水口,排致湖面,有利于散热。S23-3冷却滴水戒分布水深有利于冷、热水分层,并尽量减少冷、热水有剧烈的掺混现象。延长热水流经途径一一设导流堤、挡热墙、潜水垠。3、热工参数:热传导三种散热形式全有V热辐射,蒸发散热(传质)影响因素还有水的对流。是一综合参数:单位时间,水面水温变化1C,水体通过单位表面

4、散失的热量变化量。单位:Wm2.,应有实验确定。口熟风冷却塔式冷分f开放式(*IXJ)I点式I/点式A风降式塔式 薄膜式)遂傀式(3)或横流式(4 点病薄腰式一A/点法式MIBll式)逆流式51点演薄段式1机版通风)I /点施式一拄风式”式产废式3成9流式S !点胸傅裳式一逆旗式(S)I产式配台通风一塔式加“K式ItRfC)逆波式U)tjft海候式S23-5各科矣型横式冷M塔示意2一海水取3百计*,4一集水Mh 5-空气分配区 B一同机.T-l B一除点号(1)鼓风式:用于气水对风机有腐蚀的作用的情况。/逆流式:热交换效果好(2)抽风式:V,横流式:高度低、泵扬程小、节能(3)自然通风:风筒式

5、冷却塔:双曲线式一一结构受力效果好。利用塔内外气体比重差所产生的抽气,自然通风。适用于大水量IOOO米7h以上。2、原理:主要是蒸发散热,传导和辐射作用小。2畔9-2冷却塔的工艺构造一、冷却塔的构成:1、淋水装置(填料)2、配水系统、3、风机4、收水装置(除水器)5、风筒6、进风口百叶窗7、塔体8、集水池.N.DYXXjS1B,工匕仲()-ft*.1H*3.I-RM.一l-axa.-MU,一具似-一化K-BAttffiuK式雳冷/塔工2梅(二)l-ca*t-AABfl*A,4-米,乂,-*2二、配水系统:r槽式配水系统1、分类:X管式配水系统(固定、旋转)由喷嘴喷淋I池或配水系统2、作用:将进

6、塔的热水均匀地分布在塔内整个淋水面上。3+者.-A.I*flmzurtrxt*m(二)、膜式淋水装置:主要将水分散成许多水膜,(厚:0.25-0.5mm;流速:0.15-0.3mms)靠水膜与空气接触,蒸发、传导散热。优点:单位体积表面积大。1、斜交错(斜波)淋水填料:IlIV14 )r(与水平夹角)用0.20. 5mm聚氯乙烯薄片压成Y30适用横流塔逆流塔块体(单元):高40Omln比表面积:a=填料孔降率:-(/W2/n3)hBaL600适用25一片厚填料密度:PpPp=(l-) Pm (kgm3)Pm填料材质密度(kg/n?)2、梯型斜波淋水填料:T廿TttaU-Z-l(12M53、塑料

7、折波形淋水填料:4、斜梯波淋水填料:适用:逆流、横流塔。康a2uetfMttMn wt()点滴薄膜式淋水填料1、水泥格网淋水填料:自重大、施工复杂、价低、强度高、耐久、不易堵塞。适用:逆流塔。2、蜂窝淋水装置填料:纸质基本已被淘汰。适用:逆流塔。(四)各种填料的比较:v6q560“大、中斜波、折波、第2319出食濡水填忸梯形波填料,但要防结垢、防堵塞。大、中型逆流钢筋碎塔(水质差时):水泥格网填料。大、中型横流塔:30斜波、弧形波、或折波填料。小型塔:中波斜交错或折波填料。四、通风及空气分配装置:(一)风机:轴流式风机,特点:风量大、风压小。叶片数:48枚参数:直径:4.7m20.Om转速:输

8、入(进转)转速:如980rmin输出转速:240rmin效率:83.3%.可调的2o22叶片:角度LM2323八,m风机进风口(收缩段):收缩顶角=90-IlOo(喇叭口形)D一逆流塔填料顶面直径,Df一风机直径。风筒(扩散段):锥角:=14o18高度:扩二二?2吟D出一扩散筒出口直径,立一风筒直径。(三)空气分配装置:包括:逆流塔:进风口和导风板横流塔:进风口塔体高、造价高逆流塔:进风口:面积大风速均匀、气流阻力小面积小:相反一般取:逆流塔:进风口与淋水面积比40.5若0.5,设导风板。横流塔:进风口高二淋水填料高。进风口设百叶窗:目的:防水外溅,改善气流条件。窄“川由普通应百叶馆图23.2

9、5百”窗布.置五、其它装置(一)、收水器:(除水器)收集风吹出的小水滴,减少水量损失,改善周围环境。图2326BQ42/MS用心除水B加彤丁尺寸(二)、集水池:作用:调节水量、泵的吸水池4具文R二ZM(二-e-At-MAJLMU-AMda.raa(三)塔体:作用:封闭、围护、承重f大型:钢筋碎中、小型:钢筋碎、玻璃钢大.中、小!)tthf的R*22*1去十广SOUN35OOm*FSOCm1F,5j研风KDM.0.Om%g”.%D.为总帜(/hD(*.).【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题摘要9-3水冷却的理论基础授课题目(章、节)【目的要求】通过本讲年荣程的学习,学会建立的方法,特点。【

10、重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】9-3水冷却的理论基础一、湿空气的性质:多种气体(干空气)(风、。2、COz)1、空气的组成:T水蒸气(H2O)大气中的水蒸气含量低,大都处于过热状态。过热状态:水蒸气的不饱和的状态,或者说一一水蒸气温度高于其饱和温度。(一)、湿空气的热力学参数:1、压力:(1)湿空气的压力P=Pg+Pq(KPa)Pg一干空气的分压力,Pq一水蒸气的分压力。由理想气体状态方程第周,第28讲次课程名称:水质工程学IPV=G,RTlO3G气体质量(kg),V气体体积,(M)T气体绝对温度,R气体常数。方程用于干空气和蒸气得:Pg=PgR8TlO3(KPa)Pq

11、=PqRqTlo-(KPa)PgPq一一干空气和水蒸气的密度kg/&一干空气的气体常数,Rg=287.14J/kg-KRq一蒸气的气体常数,Rq=461.53J/kgK(2)饱和水蒸气的分压力:空气在某一恒温下,吸湿能力达到最大时,空气中的水蒸气处于饱和状态,称为饱和空气。这时水蒸气的分压称为饱和蒸气压力。(P,)水蒸气的分压Pq在0Pq”范围内变化。PJ与温度的关系:温度范围:0100C纪利公式:/IO3IO3、=0.0141966-3.14230511373.15JT一一为绝对温度,K04(373.16-T)T=273.15+,O气温()Pq”饱和蒸气压。(kg/Cm2)2、湿度:(1)绝

12、对湿度每演湿空气中所含水蒸气的质量。其值等于密度Pq凡=2*3)qRqT461.53Tv7同样,饱和空气的绝对湿度Pq”p=rt(k8m)RqT(2)相对湿度(湿度比)()空气的绝对湿度PQ和相同温度下饱和空气的绝对湿度PJ的比值:。=3Pq饱和时:0=1.0由Pq和Pq”公式,可知:=Zq、丁色尔Pff-0.00062P(6-)还可得:=-Po,T一空气的干、湿球温度。CPJPI一一0和T的饱和水蒸气压力,kPaP大气压力。kPa(3)含湿量:(比湿)在含有Ikg干空气的湿空气混合气体中,所含水蒸气的质量xkgo(kgkg)X巨PqPnPx=0.622=0.622*-“可得:P-PqPE饱和时。二LO含湿量达到最大值Qx)PltXh0.622JfP-P:已知含湿量X,可求得Pq、PJYnP=-PP;=一Pq0.622+Xq0.622+x*3、

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