热质交换原理与设备.pdf

交换原理HI0r（第三版）2022/11/627-2内容蠢及史各992022/11/627-3-1.1 三种传递现象的类比 流体系统中：速度梯度I=动量传递温度梯度I=I热量传递浓度梯度I I质量传递:动量、热量和质量传递的实现方式：8分子的微观运动引起的分子扩散;8旋涡混合造成的流体微团宏观运动引起的湍流传递-2022/11/6 27-4-a）牛顿粘性定律 j两个作直线运动的流体层之间的切应 比于垂直于运动方向的速度变化率，即:d uT LL-d y:对于均质不可压缩流体，上式可改写为:d pu)T=-V-d y2022/11/627-5-b）傅立叶定律:在均匀的各向同性材料内的一维温 过导热方式传递的热量通量密度为：:对于恒定热容量的流体，上式可改写为:q=一2 d(pCpt)_C/Ld yPCp d y2022/11/627-6通过c）斐克（Fick）定律在无总体流动或静止的双组分混合祷 的质量分数（或质量份额）%的分布为一维的.分子扩散传递的组分A的质量通量密度为：d a aJa=-dabp/ayDab：组分A在组分B中的扩散系数，m2/s;:对于混合物密度为常数的情况，上式可改写为:/-.）即AJ A AB 7 d y2022/11/627-7-汇总:动量传递公式表明：动量通量密度正比于初量 浓度的变化率。:能量传递公式表明：能量通量密度正比于能量臂 浓度的变化率。:质量传递公式表明：组分A的质量通量密度正 比于组分A的质量浓度的变化率。2022/11/627-8统一公式:FZXD-dd y0FD6:C:比例常数（扩散系数）。：单位体积d/dy:的变化率;质量传递：FD6=叫=a，C=Dab；能量传递：FD，二%=Cpt,C=a;动量传递：FD=百 C=Vo2022/11/627-9d）湍流传递性质湍流流动分子扩散传递湍流热流密度湍流质量通量密度湍流切应力d umAt=Dabi2022/11/627-10总的效应/、d u d u%=c+4=一+丁 二 一力 7/1 i、d t d tQs=-(+A)=eff-dy _d y _力力：有效导热系数/!力：有效动力粘度系数Tils (Dab+D ab)-=一。dydpAab哨 dy。”力：有效质量扩散系数通常，充分发展湍流中，湍流传递系数远远大 于分子传递系数。Neff A；eff 4；ABeff ABt2022/11/627-11-两种传递系数的比较:分子传递系数L,Dab：A是物性，与温度、压力有关;通常各项同性。:湍流传递系数匕,力Z)ABt：A不是物性，主要与流体流动有关;A通常各项异性。2022/11/627-12-1.2热质交换设备的分类（1）按工作原理分类:间壁式（表面式）:直接接触式（混合式）:蓄热式（回热式、再生式）。热管式2022/11/627-13(2)按照热流体与冷流体流动方向分类:顺流式:逆流式:叉流式:混合式2022/11/627-14-1顺流推撼器12022/11/627-15逆流奥热器12022/11/627-16叉流奥热器示意图 两种流体均不混合一种流体混合 另一种不混合2022/11/627-17-1(b)先逆后顺的串联混流(a)先顺后逆的平行混流(c)总趋势为逆 流的混合流(d)总趋势为顺 流的混合流2022/11/627-18-顺流 Hot fluid2022/11/627-19-61出仑2进螺旋71式换热器2022/11/627-20发生相变时冷、热流体的温度变化图(a)冷凝器中的温度变化；(b)蒸发器中的温度变化2022/11/627-21-1可作为纯顺流的实际工程中的混合流4 G2022/11/627-22-（3）按用途分类 表冷器 喷淋室 蒸发器加热器 过热器 加湿器冷凝器眼 暖风机（4）按制造材料分类金属材料非金属材料（石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷等）稀有金属材料（钛、错等）2022/11/627-231.3本课程的地位与作用建筑环境与设备专业涉及大量能量转换2量交换，需要掌握相关能量转换、交换知识应设备工作原理和设计知识。waai以后旗的热amt药理为例冷凝器.exe2022/11/627-24-名称表冷器 喷淋室蒸发器（锅炉）型式间壁式 直接接触式间壁式对流导热对流接触传热条质.广辐射-导热-两_V _尸 e蒸发器（制冷）过热器间壁式 间壁式对流-导热-蒸发 a辐射+对流-导热-对流 I省煤器间壁式对流（辐射分额少）-导热-对流”簿喜空气预热器间壁式或蓄热式对流-导热-对流蒸汽喷射泵直接接触式接触传热、传质冷凝器间壁式凝结-导热-对流冷却塔直接接触式接触传热、传质蒸汽加热器间壁式凝结-导热-对流热水加热器间壁式对流-导热-对流除氧器直接接触式接触传热、传质蒸汽加湿器直接接触式接触传热、传质散热器间壁式对流-导热-对流+辐射暖风机间壁式对流（或凝结）-导热-对流专业常见的设备型式与传热机理表2022/11/627-25本课程是将传热学流伸力 虹程热力学供暖工程区域供热也箍 业通风空气调节空调用制冷技术：T 锅炉及锅炉房设备及燃气燃烧等课 程中牵涉到流体热质交换原理及相应设备的 内容抽出，经综合整理、充实加工而形成的 一门课程。4-且 leSMBI，胤！2022/11/627-26