当前课程知识点：暖通空调 > 第七讲 空气处理设备 > 四、表面式换热器-过程特性 > 四 表面式换热器-过程特性
然后我们再来看看
这种水和空气的表面式换热器
水和空气进行热交换的时候
它是怎么样一个过程特征
这里我们有一个
换热器的示意图
空气的初始状态是
干球温度是t1 焓值是i1
然后我们要处理的终状态是
空气的干球温度t2
焓值是i2
那么空气从这个换热器流过
而水路则是形成
一种逆叉流的形式
在这个过程中当然非常典型
空气和水是不会直接接触的
这个流动是一个逆叉流流动
实际上不管逆流还是顺流
水的终状态的温度都不会
越过空气的入口的干球温度
从这里我们可以看到水温1
tw1要低于空气的终状态温度t2
那么水的终状态温度tw2
要远远低于空气t1的温度
这个过程中空气只能除湿
不能加湿
所以说它可以实现三种过程
就是等湿加热或者等湿降温
或者是除湿降温
那么它的终状态又是怎么达到的
从这个换热器的图上
我们可以看到入口的空气
首先接触到是出口的水温
很明显出口的水温
是高于入口空气的露点温度的
所以这时候它不会除湿
而是有一个等湿降温的过程
然后它就会跟更接近
入口水温的水进行接触
不断的进行降温
如果它接触到的水温
低于它这个状态点的露点温度
那么它就会进入到除湿过程
状态点就会往左偏移
这样一步一步的最后接触到
入口的水温tw1
然后出口的空气的状态
也就得到终状态t2和i2
那么这个t2和i2它的状态点
会落在什么范围内
这个空气的终状态点
必在起始点到饱和线的
切线或割线上
而不会越过这个切线
跑到左边去
后面我也会解释这个原因
也就是说它的终状态
依然落在这样一个三角范围内
如果是加热过程
那么只有这个往上
这个绿线这个范围
刚才我给大家展示的是
空气和水是一个逆流交换的过程
那么大家可以回去课下自己想一想
如果你把这个空气和水做成顺流
那么这条过程线又是什么样的
这样的热交换装置
它的换热量又是多少
先看看它的显热交换量
Q就等于KF乘以Δt这是一个
大家非常熟悉的传热公式
Q是热交换量
K是传热系数
F是传热面积
而这个Δtm就是平均换热温差
但是我们这个是一个肋管
所以最麻烦就是这个F该怎么计算
管内有一个F换热面积
管外又有另一个换热面积
如果我们去借助这个肋壁
它的温度来描述
这样我们就能得出一个
当量的传热系数
这个K分之一就等于三项之和
第一项是外表面的换热系数
与这个析湿系数相乘
然后再与一个η0
与它这个肋化面积相关的
这个系数相乘
这是第一项描述的管外的热阻
第二项是它的导热的热阻
这一部分就跟这个肋管材料的
导热系数以及它的
这个管子的厚度有关
但是这里面多了一个肋化系数τ
这个肋化系数就是
外表面积除以内表面积得出来的
因为我们这个肋管要计算的时候
我们是把它的换热面积定义在
整个外表面的面积的
然后第三项是管内的
对流换热系数形成的热阻
当然又乘了一个肋化系数τ
所以这个整个肋管
它的传热系数K分之一
也就是它的热阻
就是由这样三项组成的
那么这里面有几个肋化系数
还有这个
几个与肋化系数相关的
这样的一个效率值η
我们就参考这个公式
进行定义就可以
那至于管内的对流换热系数
又是怎么确定的
我们可以看看
我们学习传热学的时候
学的管内流动的强制对流实验关联式
就是这个Nu数等于0.023乘以Re数的
0.8次方 再乘以一个Pr数的某一个次方
这个公式实际上我们是参考的
因为这是一个直管的流动的换热公式
但是我们这一个肋管
它的管子弯来弯去的
不是标准的直管
所以我们只能参考
这个直管的公式
我们从这个直管段的换热公式
我们也可以看到对流换热系数
与雷诺数的某个指数相关
也就是说与管中的水的
流速的多少次方是相关的
所以我们就有了这个管内的αn
等于B是一个实验的常数
乘以管内流速的n次方
这个B和n我们都可以
通过实验得出来这个常数
好 我们再看管外
我们是怎么描述这个
外表面对流换热系数αw的
我们可以参考一些传热学中的
外横掠肋管的实验公式
包括一些圈肋和连续肋的实验公式
从这些实验公式我们都看到
努塞尔数与雷诺数的多少次方
是成正比的这么一个关系出现
所以我们可以确认
就我们这个表面式换热器的话
管外的对流换热系数是
与管外的这个风速
它的或者叫做迎面风速的
多少次方是成正比的
所以我们也可以得出αw
等于常数A乘以迎面风速Vy的m次方
再乘以一个析湿系数的多少次方
是这样一个经验公式的形式
那么这个析湿系数的存在
是考虑人家原来这些实验公式
都是显热换热
而我们在这里头有潜热换热
所以它的换热量是要扩大的
这样一来二去
我们就可以整理出
我们这个表面式换热器
这种肋管的它的传热公式
它的传热系数就变成了
这样一种形式
一个是外表面的热阻
一个是内表面的热阻
那么中间这个导热部分
就被忽略
因为它都是金属的材料
它的导热系数都是很大的
所以导热热阻很小是可以忽略的
好 我们再往下看
这样的表面式换热器
我们用什么公式来算
它的传热量
如果是单纯的显热换热的话
我们往往就可以用KFΔt
这么一个公式就解决
但是在这里头我们没有直接用KFΔt
尽管我们算半天这个K值是多少
我们用的是传热单元法
为什么要用传热单元法来算
这个肋管式的表面式换热器
因为对于表冷器来说
是有凝结现象存在的
表冷器的意思是表面式冷却器
简称为表冷器 就是cooling coil
因为表冷器有凝结现象存在
所以对于那些纯显热换热的
那些换热器里面的平均温差
甚至说对数平均温差
它都不能够反映真正的热交换量
这个公式就是我们单纯
显热换热的换热器
它的顺流或者逆流的
对数平均温差公式
如果是叉流实际上
我们这个换热器
也不是单纯的顺流
也不是单纯的逆流
它是个逆叉流
如果只有显热换热的话对于叉流
我们是可以在这个对数
平均温差上乘以一个修正系数
ψ（0.5到1）这么一个范围
但是我们这个传热
伴随着湿交换的时候
这个ψ变化范围是非常非常大的
是要超出1的 是没有办法
用这个数来进行修正的
同一个换热器它在湿工况
湿的程度不一样
这个变化范围就很大
是没有办法定这个数的
所以没有办法
我们只能采用这个效能传热
单元法βNTU法
它这个优点是不受这个ψ限制
使得这个出口参数
是可以用显式来表示的
-小节
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-一、暖通空调的世界历史沿革
-二、暖通空调在中国的发展
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-三、空气调节的定义
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-四、暖通空调的分类与处理参数
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-五、存在的问题和前沿研究的焦点
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-六、关于本课程
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-第一节 绪论--课后习题
-一、焓湿图基础知识复习
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-二、湿球温度和露点温度
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-三、焓湿图的应用
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-四、思考题讨论1
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-五、思考题讨论2
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-第二讲 湿空气的物理性质和i-d图用法--六、课后习题
-一、暖通空调系统的组成要素
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-二、暖通空调系统的分类
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-三、不同类型系统的特点和适用性（1）
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-三、不同类型系统的特点与适用性(2)
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-三、不同系统类型的特点与适用性（3）
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-四、不同系统类型在各国使用和发展的特点
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-五、思考讨论题
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-第三讲 暖通空调系统--课后习题
-思考题引入
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-一、室内/室外空气设计计算参数
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-二、暖通空调的负荷
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-三、门窗空气渗透负荷
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-四、室内热源与建筑分区
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-五、新风量与新风负荷
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-六、建筑总负荷的估算与计算法
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-思考讨论题
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-第四讲 负荷与送风参数--课后习题
-一、集中式空调系统的构成
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-二、集中空调系统的过程与能耗分析
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-三、同一空气系统服务多个区域
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-综合讨论题1
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-四、一次回风系统的单、双风机问题
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-五、变风量空调系统VAV system
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-六、VAV系统构造
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-第五讲 集中式系统--课后习题1
-七、VAV系统的运行方式
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-八、VAV系统特点总结
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-九、VAV工程实例
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-变风量系统讨论题
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-十、全空气系统的全年运行调节（1）
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-十、全空气系统的全年运行调节（2）
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-第五讲 集中式系统--课后习题2
-十、全空气系统的全年运行调节（3）
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-一、风机盘管概述
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-二、风机盘管系统的调节方法
-三、风机盘管的性能特点
-四、风机盘管+新风系统的新风系统形式
-五、风机盘管系统的全年运行调节
-六、风机盘管性能与机组选择
-七、诱导器系统
--七、诱导器系统
-八、辐射空调系统
--八、辐射空调系统
-九、思考讨论题
--九、思考讨论题
-第六讲 半集中系统--课后习题
-一、空气处理设备
--一、空气处理设备
-二、空气-水处理过程
-三、表面式换热器-构造与类型
-四、表面式换热器-过程特性
-五、表面式换热器-表冷器
-六、表面式换热器-加热器
-七、表面式换热器-间接蒸发表冷器
-八、思考讨论题
--八 思考讨论题
-九、喷水室
--九 喷水室
-十、加湿设备
--十 加湿设备
-十一、除湿设备-吸收除湿
-十二、除湿设备-吸附除湿
-十三、除湿设备-转轮除湿
-十四、除湿设备-除湿系统的应用
-十五、空气净化设备与系统
-十六、热回收装置
--十六 热回收装置
-第七讲 空气处理设备--课后习题
-一 、散热器供暖系统
-二 、室内热水供暖系统
-三 、室内蒸汽供暖系统
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-四 、辐射供冷供暖系统
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-五 、辐射供暖系统
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-六、 辐射供冷（1）
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-七、 辐射供冷（2）
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-八、 辐射供冷（3）
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-九、 辐射供冷（4）
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-第八讲 辐射式空调供暖系统--课后习题
-一 、为什么要考虑气流分布
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-二 、送回风形式与特点-上侧送风
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-三 、送回风形式与特点-散流器吊顶送风
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-四 、送回风形式与特点-喷口送风
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-五 、送回风形式与特点-孔板送风
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-六、 送回风形式与特点-其他形式的上送风口
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-七、 送回风形式与特点-中送风
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-八 、送回风形式与特点-下送风
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-九、 送回风形式与特点-工位送风
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-十 、送回风形式与特点-回风口和回风形式
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-十一 、风口-评价指标
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-十二 、风口-风口种类
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-十三 、气流组织分布的设计方法
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-十四 、案例分析
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-第九讲 气流分布--课后习题
-一 、室内噪声评价标准
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-二 、空调系统设备噪声
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-三 、空调系统噪声的自然衰减
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-四 、消声器与消声量
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-五、 消声与空调系统的噪声控制措施
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-六 、空调装置防振
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-七、 建筑设计与防火防烟
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-八 、建筑设计与防火排烟
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-九 、防排烟系统设计
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-第十讲 消声和排烟--课后习题
-大电影
-期末考试
