10水的冷知 一数学肉空及学时分配(6学时) 10.1水的冷却系统与冷却构筑物：10,2水的冷却原理10,3冷却的热力学计算：104冷却水 的木质与水处理 二教学目的及要求 了解冷却构筑物类型和工艺构造，掌握湿空气性质、水的冷却原理、冷却塔的热力计 算基本方程、冷却水水质特点及其处理 10.1水的阿冷却系统与冷却构筑物 10.11概述 工业生产中，往往会产生大量热量，使生产设备或产品（气体或液体）温度升高，必须 及时冷却，以免影响生产的正常进行和产品质量。 10.12水的冷却系统 水的冷却系统常见的有直流式和循环式两种，循环式又分为封闭式和敞开式。水通过换 热器后即排放的称为直流系统。采用直流系统的优点是设备管理简单，但会造成水源的热污 染，浪费水资源。该系统目前较少采用。冷却水在完全封闭的、山换热器和管路构成的系统 中进行循环称为密闭式循环系统。在密闭式循环系统中，冷却水所吸收的热量一般山空气进 行冷却，在水的循环过程中除浚漏外并无其它水量损失，也无挂污所引起的环境污染问题 系统中含盐量及所加药剂几乎保持不变，故水质处理较单纯。帝闭式循环冷却水存在严重 腐蚀问题。密闭式循环系统冷却效率低，基建造价和经常电耗高。该系统一般只用于小水量 或缺水地区，敞开式循环冷却水系统是应用最广泛的系统，也是水质处理技术最复杂的系统， ·一g巴 4 围101直流式冷却水系统 图102封闭式雁环冷却水系统 工艺介质的换热器：4一热水 补充P 围03开式循环却水系镜 一冷却换格器：一冷却塔系统：一循环水 10.13冷却构筑物 水的冷却有多种方法，包括水面冷却池、喷水冷却池和冷却塔。其中冷却塔式循环冷却 水系统中的主要冷却构筑物。本课重点介绍冷却塔
1冷却塔的分类 按通风方式分类有自然通风冷知塔和机械通风冷却塔。按热水和空气的接触方式分类有 湿式冷却塔、干式冷却塔和干式冷却塔。按热水和空气的流动方向分类有逆流式冷却塔和 横流式冷却塔 2冷知塔构造 图104式一个抽风式逆流冷却塔（湿式）。冷知搭内的主要装置包活热水分配装置而 水系统、淋水填料)、通风及空气分配装胃（风机、风简、进风口）、集水器和除水器等。配水 系统的作用主要是使水在淋水面积上均匀分配，提高冷却效率。配水系统主要有管式、槽式 池（盘）式二种形式 淋水填料的作用是使热 水形成水滴或水膜，增大水和空 接触面积 延长接触时间，是水被冷却的主要场所，是冷却塔的关健部分。淋水填料按照水被淋成冷赳 表面的形式分为：点滴式、薄膜式和点滴薄膜式三种。通风装置主要是风机和风筒，它们的 作用是使塔内形成负压，外部空气得以进入塔内。空气分配装置主要是保证进塔的风速分行 合理，为防止水流难出，有的塔讲风口设置百叶窗。除水器主要用干分离回收夹带在实气中 的雾状小水滴，以减少水量损失。集水池起储存和调节水量的作用，有时还可以作为循环水 的吸水井。 剩剖面图 图10一4逆流式冷搭丁梦构造 1-配水管系：2-淋水填料：3 当风墙：4-集水池：5-进风口：6-风机：7-风筒：8 一除水器：9一化冰管：10一进水管
102水的冷却原见 10.2.1湿空气的性质 湿空气是山于空气和水蒸气所组成的混合气体。大气一般都合有水蒸气，故大气实际 是湿空气。 在大气压力下，空气中的水蒸气含量很少，而且大都处于过热状态。湿空气中的水蒸气 或湿空气本身可当作理想气体来处理。 1湿空气的压力 (1)湿空气的总压力 对冷却塔来说，湿空气的总压力就是当地的大气压，按照气体分压定律，其总压力P 等于干空气的分压力Pg和水蒸气分压力Pg之和 P=P.+P (kPa) (10-1) 按照理想气体处理，则得： P,=P,R,T×10(w) (10-4) P,=P,R,T×103 (kPa) (10-5) 式中pgpg一干空气和水蒸气在其本身分压下的彩度，kgm3: Rg一干空气的气体常数，287.14Jkg·K: Rq-水蒸气气体常数，461.53Jkg·K。 (2)饱和水蒸气分压力 当空气在某一温度下，吸湿能力达到最大值时，空气中的水蒸气处于饱和状态，称为饱 和空气。水蒸气的分压称为饱和蒸气压力(P,)。湿空气中所含水蒸气的数量，不会超过该 温度下的饱和蒸气含量，从而水蒸气分压Pq也不会超过该温度条件下的饱和蒸气压力P, 即PgP,Pg在0一P,之间变化。当温度日=0一100C及通常的气压范用内时，P,可按 下列经验公式计算： （T373.15/+82g37315 og=0014196-3.14230s10-10）】 -0.0024804373.16-T) T (10-6) 式中P,”-饱和蒸气压力，kgfcm2: T一绝对温度，K: T=273.15+,为空气的温度，(C) 2湿度
(1)绝对湿度 每m3湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度。其数值等于水蒸气在分压Pq 和湿空气温度T时的密度。山式(10-4)(10-5)可知： A是0-670 P (kg/m3) (10-7) 饱和空气的绝对湿度，为： A号06570 (kg/m3) (10-8) (2)相对湿度 空气的绝对湿度和同温度下饱和空气的绝对湿度之比，称为湿空气的相对湿度，用甲 表示。 (10-9) 将式(12-6)代入式(12-7)，得 (10-10) 相对湿度表示混空气接近饱和的程度。相对湿度低的空气较干燥，易吸收水分，反之则 差。 山上式可求得 P,=pP,则P=P-P,=P-P, (10-11) 相对湿度的计算公式为 p=P-0.0062P8- (10-12) 式中日，t一湿空气的干球、湿球温度，‘C: L、P-一相当于9和t的饱和水蒸气压办，kP: P-大气压力，kPa (3)含湿量 在含有1kg干空气的湿空气混合气体中，所含水蒸气的质量x(kg)称为湿空气的含湿 量，也称为比湿，单位为kgkg(干空气)
x=Pe (10-13) Pa 将式(10-4)(10-5)代入式(10-13)，得 x久-R5-76-0627 P =0.622 P (10-14) P,R,P461.53P, P-oP 山式(10-14)可知，当P一定时，空气中的含湿量x随着水蒸气分压Pg的增加而增 加。大气压P一定时，使湿空气变成饱和空气的温度称为露点。当空气温度低于落点温度 时，水蒸气开始凝结。在一定温度下，每公斤干空气中最大可容纳的水蒸气量称为饱和含湿 量(x")。山式(10-14)可知，当p=1时，含湿量达最大值，此时x”为 x=0.62p-p (10-15) 一定温度下，x值等于x”的空气称为饱和空气，它个能再吸收水蒸气。果x<”,则 每公斤干空气允许增加(x”一x)的水蒸气：x”一x值越大，说明空气越干燥，吸湿能力越 强，反之亦然。 已知含湿量，山式(10-11)、(10-14)可求得Pg,Pq B-0.622+x (10-16) =0622+xP 3湿空气的索度 湿空气的帝度等于Im湿空气中所含的干空气和水蒸气在各自分压下的帝度之和。 p=P:+P (kglem) (10-17) 将式(10-4)(10-5)代入式(10-17)