ТЕПЛО- И ВЛАГООБМЕН МЕЖДУ ВОЗДУХОМ И ВОДОЙ

Основные положения

При взаимодействии воздуха с водой будет происходить комплексное явление - перенос тепла и влаги с одной среды в другую. Эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга.

Перенос тепла осуществляется теплопроводностью, конвекцией, излучением и миграцией влаги, происходит вследствие диффузных (молекулярных) и конвекционных (молярных) процессов.

Если ненасыщенный воздух приходит в соприкосновение с поверхностью воды, то будет происходить перенос тепла и влаги в направлении более низкого потенциала. Теплообмен между воздухом и водой в условиях промывных камер кондиционеров происходит при непосредственном соприкосновении. Поэтому он состоит из явного и скрытого тепла

Явный теплообмен происходит при наличии температурного напора вследствие теплопроводности, конвекции и излучения. Воздух обладает малой теплопроводностью. Влияние излучения в условиях промывных камер кондиционеров также невелик.

Скрытый теплообмен осуществляется в результате поглощения воздухом (или выделении) скрытой теплоты парообразования. Он осуществляется вследствие разности парциальных давлений.

Для расчетов применяется метод аналогии, существующей в процессах тепло- и влагообмена между воздухом и водой. Использование такого метода возможно потому, что дифференциальные уравнения диффузии и теплопроводности аналогичные, а влаго- и теплообмен также отображается подобными уравнениями. Поэтому, когда тепло и влагообмен происходит в подобных гидродинамических и геометрических условиях, можно

сделать вывод о единообразии вида уравнений для тепло- и влагообмена.

количество тепла

потока воды

где / -ид - температура пограничного слоя жидкости; / п - температура воздуха; р коэффициент влагообмена; р - парциальное давление в пограничном слое (гр) и в воздухе (п).

Потому что парциальное давление пара в воздухе является однозначной и почти линейной функцией его влагосодержания, то разницу парциальных давлений можно заменить разницей влагосодержание. Тогда количество воды, испарившейся

где с / ,. г. - влагосодержание воздуха в пограничном слое при температуре поверхности воды и полном насыщении, кг / кг; <Т * п - влагосодержание воздуха на некотором расстоянии от поверхности воды.

В процессе испарения между коэффициентом теплообмена и влагообмена применима формула Льюиса

где 0,24 + 0,44 </ - удельный вес теплоемкости влажного воздуха.

Количество тепла, которое переходит вместе с водой, испаряется

В результате такого теплообмена при температуре воды ^> / с (точка росы) будет происходить испарение воды в воздух, а при </ "- конденсация.

Общее количество тепла от воды к воздуху при /, "> / с

При / р> / № тепло переходит от воздуха к воде

После преобразования и упрощения

а луч процесса

Процессы обработки воздуха водой

Так как давление водяного пара в пограничном слое воды изменяется от ее температуры, то увлажнения или, наоборот, осушку воздуха можно осуществлять, приводя воздуха в соприкосновение с водой соответствующих температур.

Для увеличения поверхности соприкосновения воздуха с водой в промывных камерах воду распыляют на мелкие капельки, и из-за дождливой занавес проходит воздух. Это позволяет осуществить необходимую обработку воздуха в ограниченном объеме промывочной камеры в течение 1 ... 2 с.

Температура воды стремится принять равновесную с воздухом температуру (температуру мокрого термометра).

Если начальная температура воды меньше температуры воздуха, то вода будет нагреваться, а температура ее увеличиваться до равновесной температуры с воздухом. При этом воздух будет охлаждаться и увлажняться, но может и подсушиваться, если температура воды будет все-таки ниже температуры точки росы воздуха.

Если температура воды больше температуры воздуха, то тепло, необходимое для испарения, забирается от воды, и она охлаждается.

Когда же температура воды снижается до температуры воздуха, но еще не достигает температуры мокрого термометра, то тепло для испарения будет убираться и от воды, и от воздуха. Наконец, если вода достигнет равновесной температуры, то есть температуры мокрого термометра и будет в дальнейшем оставаться постоянной, то теплота, необходимая для испарения воды, будет забираться из воздуха. Итак, воздух станет охлаждаться и увлажняться, и явное тепло, воздух начнет отдавать воде на испарение, будет ему возвращаться в виде скрытого тепла. Процесс протекает при

Л = СОП5И.

Если процессы сопровождаются подводкой или отводом тепла извне (нагрев или охлаждение), то есть имеют место политропные процессы, обработка проходит при распылении в камере свежей воды.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >