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凉水塔的冷却原理

文章出处:寒雪制冷 人气:发表时间:2018-09-04 18:04

一、循环水在热交换器吸收了化工生产工艺介质的热量,使得木通升离,然后回到凉水塔,水在这里被冷却,再被徵环僥用在凉水塔中,水的冷却是蒸发散热、接触传热和辐射传热这三个过程的共同作用所致。在上述三个过程中,一般来说,辐射传热作用不大,因此,水的冷却主要是由蒸发散热和接触传热来完成的。

 

(一)水的蒸发散热

 


水表面分子克服水分子内部的凝聚力而逸出水面变为自由分子进入空气中,称为蒸发。当水温低于沸点时,只要水表面的饱和蒸气压比空气中水蒸气的分压大,水表面的蒸发就必然存在。由于动能较大的分子逸入空气,从而使其它分子的平均动能减小,水的温度也随之降低。逸出液面的分子转化为水蒸气时,用以克服内聚力和扩大体积所消耗的能量,称为气化热。在这一过程中,只要水面温度下的饱和蒸气压力大于空气中水蒸气的分压力,水的表面蒸发就必然产生,分压力差是分子向空气中蒸发扩散的推动力。


因为蒸发所消耗的热量总是由水向空气传递,所以循环冷却水的蒸发冷却可以使水温低于空气的温度。凉水塔中水的蒸发速度是与水和空气接触的表面积大小、水和空气的相对速度、进塔空气的湿球温度与进塔温度之间的差等因素有关。水和空气的接触面积越大,水和空气的相对速度越大,进塔空气的湿球温度与进塔水温差越大,则水的蒸发速度就越快,水的冷却效果就越好。水的蒸发量,即在蒸发冷却时,从水表面逸出的水蒸气分子速度与水面温度的饱和蒸发分压力M及空气的水蒸气分压力A之差成正比。在单位时间、单位面积上水的蒸发量以下式表示:


(二)接触传热
在凉水塔中,接触传热是指热传导和对流作用而产生的散热,也就是传导和对流两种传热方式的总和。水面与较低温度的空气接触,两者的温度差是水和空气接触传热的推动力。由于温度差可使水中的热量传递到空气中去,从而使水温得到降低,温差越大,散热的效果越好。接触传热所产生的热流,可以从水流向空气,也可以是从空气流向水,这取决于两者的温度何者为高。蒸发散热与接触传热的区别在于此。单位时间内的接触传热如下计算:


推动力是温差。蒸发散热打p,这部分热量只是使液态水变为气态水,而温度并不发生变化,称为潜热。这个过程的推动力是气压差或含湿量差。


 

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