第15章水的冷却与水质稳 定 湿空气的性质 水冷却的基本原理 冷却塔的工艺与设计 ●循环冷却水水质稳定
第15章 水的冷却与水质稳 定 •湿空气的性质 •水冷却的基本原理 •冷却塔的工艺与设计 •循环冷却水水质稳定
151湿空气的性质 15.1.1湿空气的热力学参数 1湿空气的压力 P=Pg+Pq P=RT×10-3 Pg=gRg×10-3 Pq=gRqT×10-3 Pg、Pq——千空气和水蒸汽在其本身分压下的密 度,Kg/m3。 Rg——干空气的气体常数,Rg=287.145J/ (Kg.K) Rq——水蒸气的气体常数,Rq=461.53]/KgK
15.1湿空气的性质 15.1.1 湿空气的热力学参数 1.湿空气的压力 P=Pg+Pq P=RT×10-3 Pg=gRg×10-3 Pq= gRqT×10-3 Pg、Pq——干空气和水蒸汽在其本身分压下的密 度，Kg/m3。 Rg——干空气的气体常数，Rg=287.145J/ （Kg·K ）。 Rq——水蒸气的气体常数，Rq=461.53J/Kg·K
2.饱和水蒸气分压力 当空气在一定温度下,吸湿能力达到最 大时,空气中的水蒸气处于饱和状态。水 蒸气的分压称为饱和水蒸汽压(Pq")。 湿空气的饱和水蒸气分压只与温度有关, 与大气压力无关。 0<Pq<Pq gPq=00141966-31423y/10 373.15 +8.2 lg 0.0024808(273.16-T) 73.15
2． 饱和水蒸气分压力 当空气在一定温度下，吸湿能力达到最 大时，空气中的水蒸气处于饱和状态。水 蒸气的分压称为饱和水蒸汽压（Pq＂ ）。 湿空气的饱和水蒸气分压只与温度有关， 与大气压力无关。 0<Pq<Pq＂ ： 0.0024808(273.16 T) T 373.15 8.2lg 373.15 10 T 10 lg Pq 0.0141966 3.142305 3 3 − − + = − −
3.绝对湿度 绝对湿度—每M3湿空气中所含水蒸汽 的质量称为空气的绝对温度。其数值等于 水蒸汽在分压Pq和湿空气温度T时的密 度。(pq)p pn=9103=9×10(kg/m RT 4616T 饱和空气 ×10°(kg/m 6153T
3．绝对湿度 绝对湿度——每M3湿空气中所含水蒸汽 的质量称为空气的绝对温度。其数值等于 水蒸汽在分压Pq和湿空气温度T时的密 度。(ρq) 10 (kg / m ) 461.6T P " 10 R T P 3 q 3 3 q q q = = 10 (kg / m ) 461.53T P " 10 R T P " " 3 q 3 3 q q q 饱和空气 = =
4.相对湿度: ①=pa/pa"=Pq/Pq Pq= pPq Pq=P- pPq P-0.000662p(0-τ)
4．相对湿度： Φ=ρq/ρq ＂= Pq/ Pq＂ Pq= ρPq＂ Pq＝Ｐ－ ρPq＂ − = P P 0.000662 ( - )
5.含湿量: 在含有一kg干空气的湿空气混合气体中,其所含水蒸汽的质量x (kg)称为湿空气含湿量,也称为比湿,单位为kg/kg(干空气) x pa=NgPq 287.14Pg g P P 0.622 0.622 R P-Pc g qPg461.53P x=02 g P-(pPc 饱和含湿量 P-Pa"9=D) x=0622Pg 0.622 可得 P-Pg q 622+x x+0.622 说明:x=x饱和空气 x=x”则每项公斤干空气可以增加x”-x的水蒸汽 x"-κ增大,吸湿能力增大,空气越干燥
5．含湿量： 在含有一kg干空气的湿空气混合气体中，其所含水蒸汽的质量x （kg）称为湿空气含湿量， 也称为比湿，单位为kg/kg(干空气) = − = = = = P - Pq Pq 0.622 P Pq Pq 0.622 461.53Pg 287.14Pg RqPg RgPq g q 饱和含湿量 （ 1） P - Pq Pq = 0.622 = + = + = − = − = 0.622 0.622 ： P Pq Pq 0.622 P Pg Pg 0.622 g g 可得 说明： = 饱和空气 = 则每项公斤干空气可以增加 " − 的水蒸汽 ， ， 。 " − 增大 吸湿能力增大 空气越干燥
6.湿空气的密度p ×10°Pq×103(P-qa)×10°Pa×10 p=p R T Rat g 3483-1.316(kg/m) 湿空气的密度随大气压力的降低和温度的升高而减 7.湿空气的比热(Csh) 使总质量为(1+x)kg的湿空气(包括1kg千空气 和xkg水蒸汽)温度升高1℃所需的热量,称为湿空气的比 热,用Csh表示。 Csh=C g+Ca x Csh=1.00+1.84x Csh一般采用1.05KJ/(kg℃)
6．湿空气的密度ρ (kg / m ) T Pq 1.316 T P 3.483 RgT Pq 10 RgT (P q ) 10 RqT Pq 10 R T P 10 3 3 3 q 3 g 3 g g q = − + − = + = + = 湿空气的密度随大气压力的降低和温度的升高而减 小。 7．湿空气的比热（Csh） 使总质量为（１＋x）kg的湿空气（包括１kg干空气 和xkg水蒸汽）温度升高１℃所需的热量，称为湿空气的比 热，用Csh表示。 Csh＝Ｃg+Cq x Csh=1.00+1.84x Csh一般采用１.０５KJ/(kg·℃)
8.湿空气的焓(i) 湿空气的焓等于1Kg干空气和含湿量X公斤水蒸汽的含湿量之和 i=ig+xig 以0°C的水的热量为零 水蒸汽的焓以两部分组成:kg干空气的焓:ig=c26=1005(KJ/Kg) a.汽化热 0=2500k]/kg b.1kg千空气由0°C升至θ°C所需的热量: c,0=1.8420(KJ/Kg 1=ig+xlg=10050+(2500+1420)x=(1.005+1.842x)0+2500X =Csb +Yox(K/Kg) 1.005+1.842x)显热:与温度有关 2500X潜热:与温度有关
8． 湿空气的焓（i） 湿空气的焓等于１Kg干空气和含湿量x公斤水蒸汽的含湿量之和。 i＝ig＋xig 以０℃的水的热量为零： 水蒸汽的焓以两部分组成： a. 汽化热 r0 =2500kJ ／kg b.1kg干空气由０℃升至θ℃所需的热量： 1kg ： i c 1.005 (KJ / Kg) 干空气的焓 g = g = i c 1.842 (KJ / Kg) g = g = C x(KJ / Kg) i i xi 1.005 (2500 1.842 )x (1.005 1.842x) 2500x s b 0 g g = + = + = + + = + + (1.005 +1.842x) 显热： 与温度有关 2500x 潜热： 与温度有关
15.1.2湿空气的焓湿图: 15.1.3湿球温度()和水的冷却理论极限: 干湿球温度是空气的主要热力学参数,干球温度为 般温度计测得的气温 测定湿球温度时:1)纱布必须完全包住水银球 2)风速3-5m/s以上。 水 湿球温度代表在当地气温条件下,水可能被冷却的最低 温度,也即冷却构筑物出水温度的理论极限值
15.1.2 湿空气的焓湿图： 15.1.3 湿球温度（）和水的冷却理论极限： 干湿球温度是空气的主要热力学参数，干球温度为一 般温度计测得的气温。 测定湿球温度时：１）纱布必须完全包住水银球 ２）风速３—５m/s 以上。 湿球温度代表在当地气温条件下，水可能被冷却的最低 温度，也即冷却构筑物出水温度的理论极限值。 水
152水冷却的基本原理 15.2.1水的冷却原理 水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现的,水温的变化贝 是两者作用的结果。 (2) Q tr> 0 Pa,θ, Hβ H Pa, t H= a+hB H=Hβ (3)tr<0 tr=τ< H H B H=Hβ-Ha
15.2水冷却的基本原理 15.2.1 水的冷却原理 水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现的，水温的变化则 是两者作用的结果。 (3) (4) (2) (1) Pq,θ， Pq",tf, t Hα tf>θ tf=θ Hβ Hβ H=Hα+ Hβ H= Hβ tf<θ tf=τ<θ Hβ Hβ H=Hβ- Hα H=0