ch13熱質(zhì)同時傳遞

1、第十三章第十三章 液、質(zhì)同時傳遞的過程液、質(zhì)同時傳遞的過程主講：高艷清主講：高艷清本章要點：本章要點：氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)：氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)：過程的分析，極限溫度過程的分析，極限溫度濕球溫度與絕熱飽和溫度濕球溫度與絕熱飽和溫度過程的計算：過程的計算：熱、質(zhì)同時傳遞時過程的數(shù)學(xué)描述熱、質(zhì)同時傳遞時過程的數(shù)學(xué)描述逐段計算法，以焓差為推動力的近似計算法。逐段計算法，以焓差為推動力的近似計算法。生產(chǎn)實踐中的某些過程，熱、質(zhì)傳遞同時進行，熱、質(zhì)傳遞生產(chǎn)實踐中的某些過程，熱、質(zhì)傳遞同時進行，熱、質(zhì)傳遞的速率互相影響。此種過程大體上分兩類。的速率互相影響。此種過程大體上分兩類。13.1 概概

2、 述述（1）以傳熱為目的，伴有傳質(zhì)的過程：）以傳熱為目的，伴有傳質(zhì)的過程： 如熱氣體的直接水冷，熱水的直接空氣冷卻等。如熱氣體的直接水冷，熱水的直接空氣冷卻等。（2）以傳質(zhì)為目的，伴有傳熱的過程：）以傳質(zhì)為目的，伴有傳熱的過程： 如空氣調(diào)節(jié)中的增濕和減濕等。如空氣調(diào)節(jié)中的增濕和減濕等。13.1 概概 述述原理（驅(qū)動力）：溫度差（原理（驅(qū)動力）：溫度差（t,）、分壓差）、分壓差(P水汽水汽，Ps)實施方法：氣液直接接觸實施方法：氣液直接接觸操作費用：熱量（汽化、冷凝）、流體輸送操作費用：熱量（汽化、冷凝）、流體輸送兩者聯(lián)系：兩者聯(lián)系：都是熱、質(zhì)同時傳遞的過程，都是熱、質(zhì)同時傳遞的過程，必須同時考

3、慮熱、質(zhì)兩方面的傳遞速率。必須同時考慮熱、質(zhì)兩方面的傳遞速率。工業(yè)實例：工業(yè)實例：熱氣體熱氣體的直接水冷的直接水冷熱氣的直接水冷過程熱氣的直接水冷過程13.1 概概 述述各參數(shù)的變化：各參數(shù)的變化： 氣相和液相的溫度：自塔底向塔頂單調(diào)下降。氣相和液相的溫度：自塔底向塔頂單調(diào)下降。 液相的水汽平衡分壓液相的水汽平衡分壓pe ：與液相溫度有關(guān)，自塔底向塔：與液相溫度有關(guān)，自塔底向塔頂單調(diào)下降。頂單調(diào)下降。 氣相中的水蒸氣分壓氣相中的水蒸氣分壓p水汽水汽: 非單調(diào)變化。非單調(diào)變化。13.1 概概 述述（1 1）塔下部）塔下部13.1 概概 述述 傳熱方向：傳熱方向：氣溫高于液溫，氣體氣溫高于液溫，氣

4、體傳熱給液體。傳熱給液體。 傳質(zhì)方向：傳質(zhì)方向：p水汽水汽pe，水由液相，水由液相向氣相蒸發(fā)向氣相蒸發(fā) 在該區(qū)域內(nèi)，熱、質(zhì)傳遞的方向相反，液相自氣相獲得的顯在該區(qū)域內(nèi)，熱、質(zhì)傳遞的方向相反，液相自氣相獲得的顯熱又以潛熱的形式隨汽化的水分返回氣相。熱又以潛熱的形式隨汽化的水分返回氣相。塔下部過程的特點是：塔下部過程的特點是：熱、質(zhì)反向傳遞熱、質(zhì)反向傳遞，液相溫度變化和緩；氣，液相溫度變化和緩；氣相溫度變化急劇，水汽分壓自下而上急劇上升，但氣體的熱焓變相溫度變化急劇，水汽分壓自下而上急劇上升，但氣體的熱焓變化較小?；^小。13.1 概概 述述（2）塔上部）塔上部 傳熱方向：傳熱方向：仍然是從氣相到

5、液相仍然是從氣相到液相 傳質(zhì)方向：傳質(zhì)方向：p水汽水汽 pe，水汽將由，水汽將由氣相轉(zhuǎn)向液相，即發(fā)生水汽的冷氣相轉(zhuǎn)向液相，即發(fā)生水汽的冷凝。凝。 13.1 概概 述述在該區(qū)域內(nèi)，液相既獲得來自氣相的顯熱，又獲得水汽冷凝所在該區(qū)域內(nèi)，液相既獲得來自氣相的顯熱，又獲得水汽冷凝所釋出的潛熱。釋出的潛熱。塔上部過程的特點是：熱、質(zhì)同向進行，水溫急劇變化。塔上部過程的特點是：熱、質(zhì)同向進行，水溫急劇變化。 工業(yè)實例：工業(yè)實例：熱水熱水的直接空氣冷卻的直接空氣冷卻13.1 概概 述述各參數(shù)的變化：各參數(shù)的變化： 氣相和液相的壓力：自塔頂向塔底單調(diào)下降。氣相和液相的壓力：自塔頂向塔底單調(diào)下降。 液相的溫度：

6、與液相分壓有關(guān)，自塔頂向塔底單調(diào)下降。液相的溫度：與液相分壓有關(guān)，自塔頂向塔底單調(diào)下降。 氣相溫度氣相溫度: 非單調(diào)變化。非單調(diào)變化。 使兩相曲線在某處相交，交點將塔分成上、下兩段。使兩相曲線在某處相交，交點將塔分成上、下兩段。13.1 概概 述述（1）塔上部）塔上部 傳熱方向：傳熱方向：熱水與溫度較低的空氣接觸，水傳熱給空氣。熱水與溫度較低的空氣接觸，水傳熱給空氣。 傳質(zhì)方向：傳質(zhì)方向：因水溫高于氣溫，（因水溫高于氣溫，（psp水汽水汽），水汽化轉(zhuǎn)向氣相。），水汽化轉(zhuǎn)向氣相。 此時，液體既給氣體以顯熱，又給汽化的水以潛熱，因而水溫此時，液體既給氣體以顯熱，又給汽化的水以潛熱，因而水溫自上而下

7、較快地下降。自上而下較快地下降。該區(qū)域內(nèi)特點：熱、該區(qū)域內(nèi)特點：熱、質(zhì)同向傳遞，都是質(zhì)同向傳遞，都是由液相傳向氣相。由液相傳向氣相。13.1 概概 述述（2）塔下部）塔下部 傳熱方向：傳熱方向：氣相氣相液相；液相； 傳質(zhì)方向：傳質(zhì)方向：水相水相氣相，汽化潛熱氣相，汽化潛熱得到的顯熱，水溫下降；得到的顯熱，水溫下降； 特點：特點：熱、質(zhì)傳遞反熱、質(zhì)傳遞反向進行。因而水溫在向進行。因而水溫在塔下部還是自上而下塔下部還是自上而下地逐漸下降。地逐漸下降。13.1 概概 述述13.1 概概 述述總結(jié)：總結(jié)：塔上部：熱、質(zhì)同向傳遞，液體的溫度和壓力變化急劇塔上部：熱、質(zhì)同向傳遞，液體的溫度和壓力變化急劇塔

8、下部：熱、質(zhì)反向傳遞，氣體的溫度和壓力變化急劇塔下部：熱、質(zhì)反向傳遞，氣體的溫度和壓力變化急劇被研究的流體沿著處理方向：溫度單調(diào)下降被研究的流體沿著處理方向：溫度單調(diào)下降非研究流體沿著處理方向：分壓單調(diào)上升非研究流體沿著處理方向：分壓單調(diào)上升處理方向：熱氣體由下往上；熱水由上往下處理方向：熱氣體由下往上；熱水由上往下13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì) 過程的方向：過程的方向：傳熱或傳質(zhì)的方向可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，因此塔內(nèi)實傳熱或傳質(zhì)的方向可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，因此塔內(nèi)實際過程的傳遞方向應(yīng)由各處兩相的溫度和分壓的實際情況確際過程的傳遞方向應(yīng)由各處兩相的溫度和分壓的實際情況確定。定。

9、分別分析：分別分析： 熱量（顯熱）：熱量（顯熱）：高溫位高溫位低溫位低溫位 物質(zhì)：物質(zhì)：高分壓相高分壓相低分壓相低分壓相 p水汽水汽ps 飽和濕空氣：飽和濕空氣：水汽分壓達到同溫度下水的飽和蒸氣壓水汽分壓達到同溫度下水的飽和蒸氣壓13.2.1 過程的分析過程的分析 在在熱熱、質(zhì)質(zhì)同時同時進進行傳行傳遞遞的過的過程中程中，造造成成傳傳遞遞方向方向逆逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的根根本本原原因因在在于于：液相的平衡分壓（即液相的平衡分壓（即pe）決定于液溫）決定于液溫，未飽和氣未飽和氣體的溫度體的溫度t與與水蒸氣分壓水蒸氣分壓p水汽水汽是兩個獨立的變量。是兩個獨立的變量。 Pe= P0 x=f(t) x 液相的平衡分

10、壓液相的平衡分壓 pe = 液體的飽和蒸汽壓液體的飽和蒸汽壓PS 13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)當(dāng)氣體溫度當(dāng)氣體溫度t=液體溫度液體溫度時：時：p水汽水汽，發(fā)生傳熱發(fā)生傳熱。傳熱與傳質(zhì)同時進行時，一個傳熱與傳質(zhì)同時進行時，一個過程的繼續(xù)進行必打破另一過過程的繼續(xù)進行必打破另一過過程的瞬時平衡，并使其傳遞過程的瞬時平衡，并使其傳遞方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。液相液相氣相氣相, ps例例13.1傳遞方向的判別傳遞方向的判別 溫度為溫度為40、水汽分壓為、水汽分壓為4.2 kPa的濕空氣與的濕空氣與36的水

11、滴接觸，的水滴接觸，試判斷在接觸的最初瞬間發(fā)生傳熱及傳質(zhì)的方向。試判斷在接觸的最初瞬間發(fā)生傳熱及傳質(zhì)的方向。13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)過程的速率過程的速率熱、質(zhì)同時傳遞時，各自的傳遞速率表達式并不因另一過程熱、質(zhì)同時傳遞時，各自的傳遞速率表達式并不因另一過程 的存在而變化。的存在而變化。 設(shè)氣液界面溫度設(shè)氣液界面溫度i高于氣相溫度高于氣相溫度t，則傳熱速率式可表達為，則傳熱速率式可表達為:q=(i t)液側(cè)的給熱系數(shù)遠大于氣相，氣液界面溫度液側(cè)的給熱系數(shù)遠大于氣相，氣液界面溫度i大體與液相主大體與液相主體溫度體溫度相等，故相等，故:q=(i t)q=(t)（

12、13-2）13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)同理，當(dāng)液相的平衡分壓高于氣相中的水汽分壓時，傳質(zhì)同理，當(dāng)液相的平衡分壓高于氣相中的水汽分壓時，傳質(zhì)速率式可表示為速率式可表示為: :（13-3）NAkg（psp水汽水汽）工程上為便于作物料衡算，常以氣體的工程上為便于作物料衡算，常以氣體的濕度差濕度差為推動力，將為推動力，將傳質(zhì)速率傳質(zhì)速率 NA用單位時間、單位面積所傳遞的水的質(zhì)量表示用單位時間、單位面積所傳遞的水的質(zhì)量表示kg/(sm2kpa)。（13-6）NAkH（HsH）水汽水汽空氣水空氣水p-ppMMm

13、mH 濕空氣中水汽的質(zhì)量與干空氣的質(zhì)量之比濕空氣中水汽的質(zhì)量與干空氣的質(zhì)量之比: kg水汽水汽/kg干氣干氣氣體的濕度氣體的濕度 與水汽分壓與水汽分壓P水汽水汽 的關(guān)系為的關(guān)系為:濕度濕度(絕對濕度絕對濕度) H13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)對于空氣對于空氣-水蒸氣系統(tǒng)：水蒸氣系統(tǒng)：M水水=18.02kg/kmol，M空氣空氣=28.96 kg/kmol水汽水汽水汽水汽pppH-6220= . .總壓一定時，濕空氣的濕度只與水蒸汽的分壓有關(guān)?？倝阂欢〞r，濕空氣的濕度只與水蒸汽的分壓有關(guān)。 當(dāng)當(dāng)p水汽水汽=ps時，濕度稱為飽和濕度，以時，濕度稱為飽和濕度，以Hs表

14、示。表示。sssp-ppH6220= . .13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)過程的極限過程的極限熱、質(zhì)傳遞同時進行時，過程的極限與單一的傳遞過程相熱、質(zhì)傳遞同時進行時，過程的極限與單一的傳遞過程相比有顯著的不同。熱、質(zhì)傳遞同時進行的兩種不同的情況。比有顯著的不同。熱、質(zhì)傳遞同時進行的兩種不同的情況。 液相狀態(tài)固定不變，液相狀態(tài)固定不變，氣相氣相狀態(tài)變化狀態(tài)變化( (液氣比很大液氣比很大) )。氣相在塔頂能同時達到熱平衡和相平衡，氣相在塔頂能同時達到熱平衡和相平衡，即：氣體溫度將無限趨近于液體溫度，氣相中的水汽分壓即：氣體溫度將無限趨近于液體溫度，氣相中的水汽分壓將

15、無限趨近于液體的平衡分壓。將無限趨近于液體的平衡分壓。13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì) 氣相狀態(tài)固定不變，氣相狀態(tài)固定不變，液相液相狀態(tài)變化。狀態(tài)變化。( (液氣比很小液氣比很小) )兩相的分壓不等（兩相的分壓不等（pps）；）；兩相的分壓相等（相平衡狀態(tài)）（兩相的分壓相等（相平衡狀態(tài)）（p=ps）；）；在塔底，只要氣相非飽和，氣、液兩相不可能同時達到傳在塔底，只要氣相非飽和，氣、液兩相不可能同時達到傳熱和傳質(zhì)的平衡狀態(tài)。分兩種情況討論：熱和傳質(zhì)的平衡狀態(tài)。分兩種情況討論：注意：即使不能達成平衡狀態(tài)，過程仍有其極限。注意：即使不能達成平衡狀態(tài)，過程仍有其極限。13

16、.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)13.2.2 極限溫度極限溫度-濕球溫度與絕熱飽和溫度濕球溫度與絕熱飽和溫度(1)干球溫度干球溫度t：濕空氣的真實溫度，簡稱溫度濕空氣的真實溫度，簡稱溫度(或或K)。將。將溫度計直接插在濕空氣中即可測量。溫度計直接插在濕空氣中即可測量。當(dāng)熱、質(zhì)傳遞達平衡時，氣體對液體的供熱速率恰等于液當(dāng)熱、質(zhì)傳遞達平衡時，氣體對液體的供熱速率恰等于液體汽化的需熱速率時液體的極限溫度，顯熱體汽化的需熱速率時液體的極限溫度，顯熱= =潛熱潛熱(2) 空空氣的濕球溫度氣的濕球溫度a.定義定義13.

17、2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)) )( (HHrkttwwHw- = 濕球溫度濕球溫度 tw 定義式定義式 wwHwrHHktt) )( () )( (-= wwHwrHHAkttA) )( () )( (-= sswp-ppH6220= . .qN對流傳熱對流傳熱kH氣體氣體t, H氣膜氣膜對流傳質(zhì)對流傳質(zhì)液滴液滴表面表面tw , Hw液滴液滴 流動條件：流動條件： 、kH。) )( (HHrkttwwHw- =液相的極限溫度液相的極限溫度tw決定于三方面的因素。決定于三方面的因素。 物系性質(zhì)：物系性質(zhì)：汽化熱汽化熱rw、液體飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系，即、液體飽和蒸氣

18、壓與溫度的關(guān)系，即psf(tw) 以及其他與以及其他與 、kH有關(guān)的性質(zhì)；有關(guān)的性質(zhì)； 氣相狀態(tài)：氣相狀態(tài)：氣體溫度氣體溫度t、濕度、濕度 H 或氣相中的水汽分壓或氣相中的水汽分壓 p水汽水汽 ；13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)飽和氣體：飽和氣體：H =Hw，tw =t，即飽和空氣的干、濕球溫度相等。，即飽和空氣的干、濕球溫度相等。不飽和氣體：不飽和氣體：H Hw，tw t。結(jié)論：結(jié)論： tw = f (t, H) ，氣體的，氣體的 t 和和 H 一定，一定，tw 為定值。為定值。 13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)) )( (HHrk

19、ttwwHw- =濕球溫度計測定濕球溫度的條件是濕球溫度計測定濕球溫度的條件是保證純對流傳熱，即氣體應(yīng)有較大保證純對流傳熱，即氣體應(yīng)有較大的流速和不太高的溫度，否則，熱的流速和不太高的溫度，否則，熱傳導(dǎo)或熱輻射的影響不能忽略，測傳導(dǎo)或熱輻射的影響不能忽略，測得的濕球溫度會有較大的誤差。得的濕球溫度會有較大的誤差。 通過測定氣體的干球溫度和濕球溫通過測定氣體的干球溫度和濕球溫度，可以計算氣體的濕度：度，可以計算氣體的濕度：wwPHwrttcHH)-(-濕球溫度的測定濕球溫度的測定 氣體氣體ttw13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)濕球溫度的計算及路易斯規(guī)則濕球溫度的計算

20、及路易斯規(guī)則 （1）已知氣體狀態(tài)）已知氣體狀態(tài) （t、H），求氣體的濕球溫度），求氣體的濕球溫度tw。由于式。由于式 （13-10）中的飽和濕度中的飽和濕度Hw及汽化熱及汽化熱rw 是是tw的函數(shù)，故需試差的函數(shù)，故需試差求解。求解。（2）已知氣體的干、濕球溫度）已知氣體的干、濕球溫度 （ t、 tw），求氣體的濕度），求氣體的濕度 H。 這是測量濕球溫度的目的。這是測量濕球溫度的目的。wwPHwrttcHH)-(-13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)對濕度不大的氣體對濕度不大的氣體,可用路易斯規(guī)則估算可用路易斯規(guī)則估算 /kH :13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)

21、氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)對于空氣對于空氣- -水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 091. .Hk 3/2LeckHpH 3/2LeckHpH .91 02/3LepH ckH 絕熱飽和冷卻溫度絕熱飽和冷卻溫度tas絕熱飽和冷卻溫度：絕熱飽和冷卻溫度：不飽和的濕空不飽和的濕空氣等焓降溫到飽和狀態(tài)時的溫度。氣等焓降溫到飽和狀態(tài)時的溫度。高溫不飽和空氣與水在絕熱條件下高溫不飽和空氣與水在絕熱條件下進行傳熱、傳質(zhì)并達到平衡狀態(tài)的進行傳熱、傳質(zhì)并達到平衡狀態(tài)的過程。達到平衡時，空氣與水溫度過程。達到平衡時，空氣與水溫度相等，空氣被水的蒸汽所飽和。相等，空氣被水的蒸汽所飽和。絕熱飽和過程絕熱飽和過程 ：13.2 氣液直

22、接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)()()a as sa as sa as srHHVttVcpH-=asaspHasasrH.-rc-ttHH881011+ += = =-或或-HHcrt-tasHPasasras tas下水的汽化潛熱，下水的汽化潛熱，kJ/kg；Has tas下空氣的飽和濕度，下空氣的飽和濕度，kg/kg。塔板上發(fā)生的傳熱過程是液相自氣相塔板上發(fā)生的傳熱過程是液相自氣相得到的顯熱恰好用于汽化水分所需的得到的顯熱恰好用于汽化水分所需的潛熱，故潛熱，故: :（13-17）絕熱飽和絕熱飽和增濕塔增濕塔13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)由于

23、由于 ras 和和 Has 是是 tas 的函數(shù)，故絕熱飽和溫度的函數(shù)，故絕熱飽和溫度 tas 是氣體溫是氣體溫度度 t 和濕度和濕度 H 的函數(shù)。已知的函數(shù)。已知 t 和和 H，可以試差求解，可以試差求解 tas。 wasHasastHHakrtt )(-HpHkc 對于空氣對于空氣-水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)-HHcrt-tasHPasas濕球溫度和絕熱飽和溫度的關(guān)系濕球溫度和絕熱飽和溫度的關(guān)系不同之處：不同之處：濕球溫度是傳熱和傳質(zhì)速率均衡的結(jié)果，屬于動力學(xué)范圍。濕球溫度是傳熱和傳質(zhì)速率均衡的結(jié)果，屬于動力學(xué)范圍。而絕熱飽和溫度卻完全

24、沒有速率方面的含義，它是由熱量衡算而絕熱飽和溫度卻完全沒有速率方面的含義，它是由熱量衡算和物料衡算導(dǎo)出的，因而屬于靜力學(xué)范圍。和物料衡算導(dǎo)出的，因而屬于靜力學(xué)范圍。13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)相同之處：相同之處：濕空氣均為等焓變化，顯熱變化與潛熱變化相抵消；濕空氣均為等焓變化，顯熱變化與潛熱變化相抵消； 均為空氣狀態(tài)（均為空氣狀態(tài)（t、H）的函數(shù)）的函數(shù)( () )HHcrttaspHasas-= =（13-17）) )( (HHrkttwwHw- =（13-10）濕球溫度和絕熱飽和溫度在數(shù)值上的差異決定于濕球溫度和絕熱飽和溫度在數(shù)值上的差異決定于 /kH 與

25、與cpH兩者之間的差別。對空氣兩者之間的差別。對空氣水系統(tǒng)可以認為絕熱飽和溫度與水系統(tǒng)可以認為絕熱飽和溫度與濕球溫度是相等的。但對其他體系，則不同。濕球溫度是相等的。但對其他體系，則不同。13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)13.2 氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì)氣液直接接觸時的傳熱和傳質(zhì) tas 補充水補充水 空氣空氣 tas ,Has 絕熱絕熱 空氣空氣 t ,H tas 絕熱飽和塔示意圖絕熱飽和塔示意圖 空氣空氣 t, H t, H tw 濕球溫度計濕球溫度計 13.3 過程的計算過程的計算13.3.1 熱、質(zhì)同時傳遞時過程的數(shù)學(xué)描述熱、質(zhì)同時傳遞時過程的數(shù)學(xué)描述全

26、塔物料與熱量衡算全塔物料與熱量衡算V(H2-H1)=L2-L1對水分作全塔物料衡算對水分作全塔物料衡算全塔熱量衡算式為全塔熱量衡算式為V(I2-I1)= L2cp12 -L1cp11V氣體流率，氣體流率，kg干氣干氣/(sm2)L液體流率，液體流率，kg干氣干氣/(sm2)涼水塔內(nèi)水分的蒸發(fā)量不大涼水塔內(nèi)水分的蒸發(fā)量不大:V(I2-I1)= Lcp1(2 -1)物料衡算微分方程物料衡算微分方程在與流動垂直的方向上取一微元塔段在與流動垂直的方向上取一微元塔段dz，以此微元塔段為控制體，對水分作物料衡以此微元塔段為控制體，對水分作物料衡算可得算可得:（13-20）dLVdH =（13-21）13.

27、3 過程的計算過程的計算氣體經(jīng)過微元塔段水分的變化量，應(yīng)等于兩相在此微元塔段氣體經(jīng)過微元塔段水分的變化量，應(yīng)等于兩相在此微元塔段內(nèi)的水分傳遞量，即：內(nèi)的水分傳遞量，即：NAkH（HsH）（13-22）（13-23）adzNVdHA=dz)H-H(akVdHsH= =13.3 過程的計算過程的計算熱量衡算微分方程：熱量衡算微分方程：濕氣體的熱量變化濕氣體的熱量變化=水的熱量變化水的熱量變化13.3 過程的計算過程的計算濕氣體濕氣體 V, H干氣，干氣，V水汽水汽, VH濕氣體濕氣體 熱量熱量干氣干氣, CpgVt (以以0氣體為基準(zhǔn)氣體為基準(zhǔn))水汽水汽, r0VH+CpvVHt(以以0水為基準(zhǔn)水為基準(zhǔn))濕氣體的熱量濕氣體的熱量= CpgVt +CpvVHt+r0VH= (Cpgt +CpvHt+r0H)V顯熱顯熱潛熱潛熱水的熱量水的熱量= CplLI（13-25）HrHtctcIpVpg0+=-溫度溫度t，濕度，濕度H的濕氣體的焓的濕氣體的焓13.3 過程的計算過程的計算13.3 過程的計算過程的計算令空氣的濕比熱容：令空氣的濕比熱容：對空氣對空氣水系統(tǒng)：水系統(tǒng)：（13-26）HtHI2500+881+011=) ). . .( (（13-27）（13-28）熱焓熱焓也是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)之一，其數(shù)值與氣體的溫度也是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)之一，其數(shù)值與氣體的溫度t、濕度