《热质传递》PPT课件.ppt

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1、第十三章 热质同时传递的过程,一、过程特征与过程方向判断,特征：具有发生传热或传质方向逆转的可能性,热质同时传递，相互之间有影响。一个过程进行必将打破另一过程瞬时平衡，使过程发生逆转。,图象记忆：,（1）水的传质，传热,热水塔温度始终单调上升凉水塔蒸汽压始终单调下降,（2）逆转,热水塔传质逆转，凉水塔传热逆转,逆转原因?,热气向冷水传热。,在塔底部造成,水由液相向气相蒸发,对热水塔：,水温,对凉水塔：,以致塔底部造成水温 冷空气温度t 造成传热逆转,热水温度高，因而液相水汽平衡分压ps气相水汽分压p水汽,水既传显热又以汽化的水分给气相以潜能，因而水温，,液体平衡分压Pe由液温唯一决定，而气体温

2、度与水汽分压则为独立变量。,过程方向判断依据：,热质传递，方向逆转根本原因：,问题的解决必须从空气和水两个不同方面考虑,二、过程速率,单位质量干气体带有的水汽量,空气湿度,H=,1、传热速率,气体湿度 H 的定义：,道尔顿分压定律：气体分压比等于摩尔比,H=,空气水系统,饱和湿度 HS,气相中水汽分压等于水温下的饱和蒸汽压时气体的湿度,或,三、过程极限,单一的传热过程的极限：温度相等，达到热平衡状态,单一的传质过程的极限：气相分压与液相平衡分压相等，达到相平衡状态,热、质传递同时进行,1、气相状态固定不变，液相状态变化,（大量空气，少量水长期接触）,2、液相状态固定不变，气相状态变化,液相极限

3、温度绝热饱和温度,（少量空气，大量水长期接触）,起初,水汽化从其自身吸热使水温,1、气相状态固定不变，液相状态变化,如果这一热量不足以补偿水的汽化所需热量，水的温度继续下降。当空气传给水显热与水汽化所需热量相等时，达到平衡状态。这时的温度即为极限温度湿球温度,过程分析：,从分析过程可见，水汽化温度下降接受空气传给的热，由于水汽化以后水汽进入气相将热量又带到气相，形成动态平衡，此时，空气传给水的热量恰等于水分因分压差而汽化所需的热量，水温不再变化。,所以,讨论：,（1）,是空气状态参数，与水的初始情况无关,这就是水（液相）的极限温度湿球温度,凉水塔底情况即如此。,（2）对空气水系统,下的饱和湿度

4、,（3）求解 是个试差过程,解法二：查图求解 图135 P308,（求 计 比较 计 设）,查,无穷多塔板，塔底温度无限趋近极限温度,2、液相状态固定不变，气相状态变化,绝热饱和温度,气相中水汽分压与该级水温下的饱和蒸汽压相等,空气传给水的显热=水汽化后带回空气的潜热,下的饱和湿度,下的汽化热,在绝热、无热损失条件下液相从气相得到的显热恰好用于汽化水分所需的潜热,讨论：,是气体在绝热条件下（等焓）降温增湿到饱和的过程,（2）,空气水系统,传质 或 查表,常压下P总=100,课堂讨论,方法二、,解：,其中,由,得,四、过程计算,1、湿空气热焓 I,定义：1 kg干气焓+H kg水汽焓,焓基准：干

5、气0 水汽0,空气湿比热容,2、凉水塔高度估算,全塔物料衡算：,全塔热量衡算：,由于凉水塔内水分蒸发量不大，故,热量衡算式,传质速率式,传热速率式,微元塔段内过程的数学描述,近似计算出发点 CPH=常数,（2）以焓差为推动力的近似计算法 计算简便，存在误差,计算方法：,（1）逐段计算法 适用范围广，从塔底开始，取Z逐段计算,塔高的计算 NOG的近似求解,设,饱和湿空气热焓 湿空气热焓,塔高的计算,I为直线关系操作线,由表131 查出为非线性关系 P317/230,*全塔热量衡算,计算用数值积分求解,NOG的近似求解,解题示例,解：,（1）大量空气处理少量水的极限温度为空气的湿球温度,1=tW=20,（2）大量水处理少量空气的极限温度t2为水的温度,t2=1=40 且湿度为饱和湿度HS,查40 下表13-1中的PS或HS项,PS=7.375kPa HS=0.0495kg水/kg干气,查表得 P317.,求；Z（塔高）,解：,