水的冷却与水质稳定学习教案.pptx

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1、会计学1水的冷却与水质水的冷却与水质(shu zh)稳定稳定第一页，共37页。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(chn wi)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。(q)第2页/共37页第二页，共37页。4相对湿度(xingdu shd)：=q/q=Pq/PqPq=Pq Pq Pq第3页/共37页第三页，共37页。5 5含湿量：含湿量：在含有一在含有一kgkg干空气干空气(kngq)(kngq)的湿空气的湿空气(kngq)(kngq)混合气体中，其所含水蒸汽的质混合气体中，其所含水蒸汽的质量量x x（kgkg）称为湿空气）称为湿空气(kngq)

2、(kngq)含湿量，含湿量，也称为比湿，单位为也称为比湿，单位为kg/kg(kg/kg(干空气干空气(kngq)(kngq)第4页/共37页第四页，共37页。6 6湿空气的密度湿空气的密度(md)(md)湿空气的密度随大气压力的降低和温度的升高(shn o)而减小。7湿空气的比热（Csh）使总质量为（x）kg的湿空气（包括kg干空气和xkg水蒸汽）温度升高(shn o)所需的热量，称为湿空气的比热，用Csh表示。Cshg+Cq x Csh=1.00+1.84x Csh一般采用.KJ/(kg)第5页/共37页第五页，共37页。8 8 湿空气的焓（湿空气的焓（i i）湿空气的焓等于湿空气的焓等于K

3、gKg干空气和含湿量干空气和含湿量x x公斤水蒸汽的含湿量之和。公斤水蒸汽的含湿量之和。i iig igxigxig以以的水的热量为零：的水的热量为零：水蒸汽的焓以两部分水蒸汽的焓以两部分(b fen)(b fen)组成：组成：a.a.汽化热汽化热r0=2500kJ r0=2500kJ kgkgb.1kgb.1kg干空气由干空气由升至升至 所需的热量：所需的热量：第6页/共37页第六页，共37页。湿空气的焓湿图：湿空气的焓湿图：湿球温度（）和水的冷却理论极限：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

4、测得的气温。度计测得的气温。测定湿球温度时：）纱布必须完全包住水银球测定湿球温度时：）纱布必须完全包住水银球）风速）风速m/sm/s以上。以上。湿球温度代表在当地湿球温度代表在当地(dngd)(dngd)气温条件下，水可能被冷却的气温条件下，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。最低温度，也即冷却构筑物出水温度的理论极限值。第7页/共37页第七页，共37页。15.2水冷却的基本原理水冷却的基本原理水的冷却原理水的冷却原理 水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现水的冷却过程是通过蒸发传热和接触传热实现(shxin)(shxin)的，水温的变化则的，水温的变化则是两者作用的

5、结果。是两者作用的结果。第8页/共37页第八页，共37页。1522 接触(jich)传热量和蒸发传热量X1进塔空气(kngq)含湿量X2出塔空气(kngq)含湿量第9页/共37页第九页，共37页。n n在冷却塔中，淋水填料邻接触在冷却塔中，淋水填料邻接触(jich)(jich)表面积表面积F F的总传热量的总传热量HH为为 第10页/共37页第十页，共37页。15.3冷却塔的工艺冷却塔的工艺(gngy)与设计与设计 理论公式计算法目前国内外常用的有两种：理论公式计算法目前国内外常用的有两种：三变量分析法（三变量分析法（t,Pqt,Pq）热水有接触散热传给空气的热量热水有接触散热传给空气的热量d

6、HadHa将使空气干球温度将使空气干球温度 升高。升高。空气通过空气通过dzdz段所增加的含湿量等于该段内水的蒸发量段所增加的含湿量等于该段内水的蒸发量dQu,dQu,会引起空会引起空气中水蒸气分压气中水蒸气分压PqPq的增大的增大(zn(zn d)d)。dz dz段中，水放出了热量必然引起水温段中，水放出了热量必然引起水温t t的下降。的下降。第11页/共37页第十一页，共37页。2 2两变量分析法（两变量分析法（t,i t,i）Merkel Merkel焓差方程为基础，麦克尔于焓差方程为基础，麦克尔于19251925年引用年引用“焓焓”的概念。的概念。建立建立(jinl)(jinl)了麦克

7、尔焓差方程：了麦克尔焓差方程：从而只需分析水温从而只需分析水温t t与与i i，i i代替代替，P P 15 153 31 1 麦克尔焓差方程麦克尔焓差方程 表示了热量交换和质量交换之间的速度关系。表示了热量交换和质量交换之间的速度关系。第12页/共37页第十二页，共37页。1 1、2 2、第13页/共37页第十三页，共37页。n n n n空气空气(kngq)(kngq)所到的热量：所到的热量：第14页/共37页第十四页，共37页。n n K K为考虑蒸发水量传热为考虑蒸发水量传热(chun r)(chun r)的流量系数。的流量系数。第15页/共37页第十五页，共37页。n n此即为逆流式

8、冷却塔热力学计算基本方程此即为逆流式冷却塔热力学计算基本方程(fngchng)(fngchng)。n n散热性能以及气、水流量有关，称为冷却塔的特性数。散热性能以及气、水流量有关，称为冷却塔的特性数。第16页/共37页第十六页，共37页。15 153 32 2 对热力学基本方程对热力学基本方程(fngchng)(fngchng)的讨论的讨论 xv xv：单位容积淋水填料在单位焓差的推动力的作：单位容积淋水填料在单位焓差的推动力的作用下，所能散发的热量。用下，所能散发的热量。第17页/共37页第十七页，共37页。15153 33 3 逆流逆流(nli)(nli)塔焓差法热力学基本方程图（塔焓差法

9、热力学基本方程图（itit图）解图）解1 1、第18页/共37页第十八页，共37页。2 2空气操作线空气操作线 起点：在起点：在t t坐标上找到当地坐标上找到当地(dngd)(dngd)湿球温度值，作垂线交饱湿球温度值，作垂线交饱和焓曲线于和焓曲线于BB点，点，BB点的纵坐标为点的纵坐标为i1 i1，即为进入塔中，即为进入塔中空气的焓值。空气的焓值。第19页/共37页第十九页，共37页。3 3焓差的物理焓差的物理(wl(wl)意义：意义：第20页/共37页第二十页，共37页。15153 34 4先根据先根据(gnj)it(gnj)it图作出图作出第21页/共37页第二十一页，共37页。用用si

10、mpsonsimpson积分法积分法第22页/共37页第二十二页，共37页。15153 35 5 冷却塔的性能冷却塔的性能(xngnng)(xngnng)：1 1、(1)(1)(2)(2)第23页/共37页第二十三页，共37页。2 2淋水填料性能：淋水填料性能：1 1）热水特性数：）热水特性数：A A，mm或或A,m,nA,m,n等参数由模型塔或生产性塔试验求得。等参数由模型塔或生产性塔试验求得。2 2）阻力特性：）阻力特性：3 3）淋水填料模型塔与工业塔的热力学性能比较。）淋水填料模型塔与工业塔的热力学性能比较。4)4)当出塔时空气当出塔时空气(kngq)(kngq)的含湿量恰好达到饱和（的

11、含湿量恰好达到饱和（=1.0=1.0），此），此时空气时空气(kngq)(kngq)的流量为理论空气的流量为理论空气(kngq)(kngq)需氧量。需氧量。第24页/共37页第二十四页，共37页。15153 36 6 冷却冷却(lngqu)(lngqu)数（数（NN）与特性数（）与特性数（NN）的统一。）的统一。第25页/共37页第二十五页，共37页。15153 37 7 横流式冷却塔基本公式横流式冷却塔基本公式(gngsh)(gngsh)的推导：的推导：1 1矩形横流塔基本公式矩形横流塔基本公式(gngsh)(gngsh)的推导：的推导：第26页/共37页第二十六页，共37页。单位时间水所散

12、发的热量单位时间水所散发的热量 单位时间空气单位时间空气(kngq)(kngq)所吸收的热量：所吸收的热量：由于由于i i在在x x方向有变化，方向有变化，i i在在y y方向有变化：方向有变化：第27页/共37页第二十七页，共37页。右端表示冷却塔的冷却能力，左边右端表示冷却塔的冷却能力，左边(zu(zu bian)bian)为冷却任务为冷却任务时对冷却塔的要求。时对冷却塔的要求。第28页/共37页第二十八页，共37页。2 2求解求解(qi ji)(qi ji)：第29页/共37页第二十九页，共37页。15.4循环循环(xnhun)冷却水水质稳冷却水水质稳定定循环冷却水水质特点和处理要求循环

13、冷却水水质特点和处理要求 15411 敞开式循环水冷却水具有敞开式循环水冷却水具有(jyu)的特点的特点 1循环冷却水的浓缩作用循环冷却水的浓缩作用 2冷却水中冷却水中CO2的散失和的散失和O2的增加的增加 3.循环冷却水的水质污染循环冷却水的水质污染 4水温变化水温变化 第30页/共37页第三十页，共37页。项目要求条件允许值浊度（度）1.年污垢热阻9.510-5m2h0C/kJ2.有油类粘性污染物时,年污垢热阻1.410-4m2h0C/kJ3.腐蚀率0.125mm/a201.年污垢热阻1.410-4m2h0C/kJ2.腐蚀率0.2mm/a501.年污垢热阻1.410-4m2h0C/kJ2.

14、腐蚀率0.2mm/a100电导率（us/cm）采用缓蚀剂处理3000总碱度（mmol/L）采用缓蚀剂处理7PH值6.59.015412循环循环冷却水的处理要求：1敞开式循环冷却系统对水的浊度，电导度，总碱度，PH值等均有要求，详见表敞开式循环冷却系统冷却水主要(zhyo)水质指标第31页/共37页第三十一页，共37页。2 2腐蚀率：腐蚀率：.概念概念(2)(2).点蚀参数：点蚀参数：点蚀时，腐蚀可用点蚀参数反应。点蚀系数越大，对金属点蚀时，腐蚀可用点蚀参数反应。点蚀系数越大，对金属(jnsh(jnsh)危危害越大。害越大。(4).(4).缓蚀率：缓蚀率：3 3污垢热阻：污垢热阻：热交换器传热面

15、由于沉积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加热交换器传热面由于沉积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加的量称为污垢热阻。的量称为污垢热阻。第32页/共37页第三十二页，共37页。4 4循环冷却水结垢控制指标循环冷却水结垢控制指标 不稳定的水：不稳定的水：1.1.结垢性水结垢性水 2 2腐蚀性水腐蚀性水循环水结垢控制指标循环水结垢控制指标 影响因素：影响因素：盐分浓缩盐分浓缩(nn(nn su)su)：CaCO3,CaSO4,MgSO4CaCO3,CaSO4,MgSO4结垢。结垢。悬浮固体及有机物浓度。悬浮固体及有机物浓度。热交换器提高了水温的影响。热交换器提高了水温的影响。水处理药剂。水处理药

16、剂。结垢控制参数控制指标CaCO3pHspH0pHs+（0.52.5）CaSO4溶解度Ca2+SO42-500000Ca3（PO4）2pHppH0pHP+1.5MgSiO2溶解度Mg2+SiO22-S1(P2+P3+P4)S1(P2+P3+P4)S1(P2+P3+P4)S1(P2+P3+P4)失去的盐量失去的盐量失去的盐量失去的盐量随着系统的运行，系统中的含盐量增大，当增大到随着系统的运行，系统中的含盐量增大，当增大到随着系统的运行，系统中的含盐量增大，当增大到随着系统的运行，系统中的含盐量增大，当增大到SBP=SBSBP=SB（P1+P2+P3+P4P1+P2+P3+P4）S1(P2+P3+P4)S1(P2+P3+P4)时：时：时：时：含盐量稳定含盐量稳定含盐量稳定含盐量稳定(wndng)(wndng)，以，以，以，以SPSP代替代替代替代替S2S2，则，则，则，则第36页/共37页第三十六页，共37页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第37页/共37页第三十七页，共37页。