1、第15章 水的冷卻與水質穩定濕空氣的性質水冷卻的基本原理冷卻塔的工藝與設計循環冷卻水水質穩定15.1濕空氣的性質15.1.1 濕空氣的熱力學參數1.濕空氣的壓力 P=Pg+Pq P=RT10-3 Pg=gRg10-3 Pq= gRqT10-3 Pg、Pq干空氣和水蒸汽在其本身分壓下的密度，Kg/m3。 Rg干空氣的氣體常數，Rg=287.145J/（KgK ）。 Rq水蒸氣的氣體常數，Rq=461.53J/KgK 2 飽和水蒸氣分壓力 當空氣在一定溫度下，吸濕能力達到最大時，空氣中的水蒸氣處于飽和狀態。水蒸氣的分壓稱為飽和水蒸汽壓（Pq ）。濕空氣的飽和水蒸氣分壓只與溫度有關，與大氣壓力無關。

2、0PqPq ： 3絕對濕度 絕對濕度每M3濕空氣中所含水蒸汽的質量稱為空氣的絕對溫度。其數值等于水蒸汽在分壓Pq和濕空氣溫度T時的密度。(q)4相對濕度： =q/q= Pq/ PqPq= Pq Pq Pq 5含濕量：在含有一kg干空氣的濕空氣混合氣體中，其所含水蒸汽的質量x（kg）稱為濕空氣含濕量， 也稱為比濕，單位為kg/kg(干空氣)6濕空氣的密度 濕空氣的密度隨大氣壓力的降低和溫度的升高而減小。 7濕空氣的比熱（Csh） 使總質量為（x）kg的濕空氣（包括kg干空氣和xkg水蒸汽）溫度升高所需的熱量，稱為濕空氣的比熱，用Csh表示。Cshg+Cq x Csh=1.00+1.84x Csh

3、一般采用.KJ/(kg)8 濕空氣的焓（i）濕空氣的焓等于Kg干空氣和含濕量x公斤水蒸汽的含濕量之和。iigxig以的水的熱量為零：水蒸汽的焓以兩部分組成：a. 汽化熱r0 =2500kJ kgb.1kg干空氣由升至所需的熱量：15.1.2 濕空氣的焓濕圖：15.1.3 濕球溫度（）和水的冷卻理論極限：干濕球溫度是空氣的主要熱力學參數，干球溫度為一般溫度計測得的氣溫。測定濕球溫度時：）紗布必須完全包住水銀球）風速m/s以上。濕球溫度代表在當地氣溫條件下，水可能被冷卻的最低溫度，也即冷卻構筑物出水溫度的理論極限值。15.2水冷卻的基本原理 15.2.1 水的冷卻原理 水的冷卻過程是通過蒸發傳熱和

4、接觸傳熱實現的，水溫的變化則是兩者作用的結果。1522 接觸傳熱量和蒸發傳熱量X1進塔空氣含濕量X2出塔空氣含濕量在冷卻塔中，淋水填料鄰接觸表面積F的總傳熱量H為 15.3冷卻塔的工藝與設計 理論公式計算法目前國內外常用的有兩種：三變量分析法（t,Pq） 熱水有接觸散熱傳給空氣的熱量dHa將使空氣干球溫度升高。 空氣通過dz段所增加的含濕量等于該段內水的蒸發量dQu,會引起空氣中水蒸氣分壓Pq的增大。 dz段中，水放出了熱量必然引起水溫t的下降。 2兩變量分析法（t,i） Merkel焓差方程為基礎，麥克爾于1925年引用“焓”的概念。建立了麥克爾焓差方程： 從而只需分析水溫t與i，i代替，P

5、 1531 麥克爾焓差方程 表示了熱量交換和質量交換之間的速度關系。1、2、 空氣所到的熱量： K為考慮蒸發水量傳熱的流量系數。此即為逆流式冷卻塔熱力學計算基本方程。散熱性能以及氣、水流量有關，稱為冷卻塔的特性數。 1532 對熱力學基本方程的討論 xv：單位容積淋水填料在單位焓差的推動力的作用下，所能散發的熱量。1533 逆流塔焓差法熱力學基本方程圖（it圖）解1、 2空氣操作線 起點：在t坐標上找到當地濕球溫度值，作垂線交飽和焓曲線于B點，B點的縱坐標為i1，即為進入塔中空氣的焓值。3焓差的物理意義：1534先根據it圖作出用simpson積分法1535 冷卻塔的性能：1、(1)(2)2淋

6、水填料性能：1）熱水特性數： A，m或A,m,n等參數由模型塔或生產性塔試驗求得。2）阻力特性：3）淋水填料模型塔與工業塔的熱力學性能比較。4)當出塔時空氣的含濕量恰好達到飽和（=1.0），此時空氣的流量為理論空氣需氧量。 1536 冷卻數（N）與特性數（N）的統一。1537 橫流式冷卻塔基本公式的推導：1矩形橫流塔基本公式的推導：單位時間水所散發的熱量 單位時間空氣所吸收的熱量：由于i在x方向有變化，i在y方向有變化：右端表示冷卻塔的冷卻能力，左邊為冷卻任務時對冷卻塔的要求。2求解：15.4循環冷卻水水質穩定 15.4.1 循環冷卻水水質特點和處理要求 15411 敞開式循環水冷卻水具有的特

7、點 1循環冷卻水的濃縮作用 2冷卻水中CO2的散失和O2的增加 3. 循環冷卻水的水質污染 4水溫變化 項目要求條件允許值濁度（度）1.年污垢熱阻9.510-5m2h0C/kJ2.有油類粘性污染物時,年污垢熱阻1.410-4m2h0C/kJ3.腐蝕率0.125mm/a201.年污垢熱阻1.410-4m2h0C/kJ2. 腐蝕率0.2mm/a501.年污垢熱阻1.410-4m2h0C/kJ2. 腐蝕率0.2mm/a100電導率（us/cm）采用緩蝕劑處理3000總堿度（mmol/L）采用緩蝕劑處理7PH值6.59.015412循環循環冷卻水的處理要求：1敞開式循環冷卻系統對水的濁度，電導度，總堿

8、度，PH值等均有要求，詳見表敞開式循環冷卻系統冷卻水主要水質指標2腐蝕率：. 概念(2).點蝕參數：點蝕時，腐蝕可用點蝕參數反應。點蝕系數越大，對金屬危害越大。(4).緩蝕率：3污垢熱阻：熱交換器傳熱面由于沉積物沉積使傳熱系數下降，從而使熱阻增加的量稱為污垢熱阻。 4循環冷卻水結垢控制指標 不穩定的水：1.結垢性水 2腐蝕性水循環水結垢控制指標 影響因素：鹽分濃縮：CaCO3,CaSO4,MgSO4結垢。 懸浮固體及有機物濃度。 熱交換器提高了水溫的影響。 水處理藥劑。結垢控制參數控制指標CaCO3pHspH0pHs+（0.52.5）CaSO4溶解度Ca2+SO42-500000Ca3（PO4）2pHppH