G?Q41800??4180kg/h
iN?io102-5 某办公室,工作人员15人,电热功率3KW(8:30~17:30)照明功率1.5KW, 办公室工作时间8:00~18:00,室内温度25℃,房间类型属中等。计算15:00的设备照明,人员产生的冷负荷。 解：1、设备冷负荷
查附录2-14，设备投入使用后小时数，τ-T=6.5h 连续使用小时数：18-8=10h 则负荷系数为0.9
CLQ12?0.9?3?103?2.7?103W
2、照明冷负荷
查附录2-15，开灯后小时数，τ-T=7h 连续开灯18-8=10h 负荷系数为0.86
CLQ12?0.86?1.5?103?1.29?103W
3、人体冷负荷
从表2-16查得成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/人，散湿109g/h人，工作开
始后小时数7h，连续10h，则冷负荷系数为0.895
CLQ12?0.895?1.5?61?819W
第三章空气处理及其设备
思考题
1.有哪些空气处理方法?它们各能达到什么处理过程?
答：喷水室：减湿冷却，等湿冷却，减焓加湿，等焓加湿，增焓加湿，等温加湿，增温加湿。 表冷器：等湿冷却，减湿冷却，等温加湿。 电加热器：等湿加热。 喷蒸汽：等温加湿。 喷水雾：等焓加湿。 加热通风：减湿。
冷冻减湿机：减湿。 液体吸湿剂：吸收减湿。 固体吸湿剂：吸附减湿。
2.空气与水直接接触时热湿交换刘伊斯关系式存在的条件是什么?为什么? 答：斯沃特Sc准则与Pr准则数值相等，且边界条件的数学表达式也完全相同时。 宣乌特准则Sh与Nu相等，这时热值交换系数之比才是常数。
3.空气与水直接接触时,推动显热交换,潜热交换和全热交换的动力是什么? 答：空气的焓差，即主体空气和边界层空气的湿球温度差有关。 4.空气与水直接接触时能达到哪些处理过程?它们的条件是什么?
答：减湿冷却，等湿冷却，减焓加湿，等焓加湿，增焓加湿，等温加湿，增温加湿。 空气接触的水量无限大，接触时间无限长。
5.当通过喷水室的风量与设计风量不符时,其处理过程与设计要求的处理过程相比较有什么变化? 答：风量减小，流速减小，则传热系数减小，换热减少，则状态点上移。 6.当喷水温度与设计值不符时,其处理过程又有什么变化? 答：喷水温度降低，则换热量增加，状态点下移。 7.当喷水量与设计值不符时,其处理过程又有什么变化?
答：喷水量增加，换热量增加，状态点下移。但水泵的阻力及功率增加。
8.喷水室的\过水量\会给空气处理带来哪些影响?如果设计中未考虑\过水量\当其它条件不变时将会对室内状态点造成什么影响?
答：会使空气含湿量增加。
9.为什么叉排的冷却器其热交换效果比顺排好?
答：叉排使流体与冷却器管壁间扰动增强，换热效果好。 10.怎样联接表面式冷却器的管路才能便于冷量的调节?
答：并联较好，对温度调节能力好，迎风面积大，传热系数调节量小。 串联温差大，迎风面积大，单位传热面积减小，传热系数调节量大。 11.为什么表冷器表面上有凝结水产生时其冷却能力会增大?
答：表冷器表面形成冷凝水膜，于是表冷器表面不仅存在显热交换，还存在一定的湿交换，换热量增加。
12.冷却器的冷却效率和通过冷却器空气的质量流速和冷却器的管排数有什么关系?为什么?
答：质量流速增加，管排数增加，则冷却效率增加；但排数增加，会导致空气阻力增加，排数过多时，
后排会因为空气与冷水之间温差过小而减弱传热；风速过大，会增加空气阻力，换热不充分，而导致冷却效率降低。
13.为什么空气冷却器外表面肋化可以有效地改善其冷却能力? 答：外表面肋化，换热面积增加，则冷却能力增加。 14.为什么不能任意增大肋化系数来增强冷却器的冷却能力?
答：肋化系数增加，外表面积增加，流速增加，空气流阻力也会相应增大。
习题
3-1 已知通过空气冷却器的风量为5000kg/h,冷却前的空气状态为t=27℃、=20℃,冷却后的空气状态为t=15℃、
??=14℃,试问冷却器吸收了多少热量?
解：由i-d图得：Φ=20℃与相对湿度线100%，Φ=14℃与相对湿度线100%分别交于i1=57KJ/kg，i2=39KJ/kg，
Δi=18KJ/kg
所以
5000?18?103Q?G??i??2.5?104J/s
36003-2 需将t=35℃,ψ=60%的室外空气处理到t=22℃,ψ=50%,为此先通过表冷器减湿冷却,再通过加热器加热,如果空气流量是7200m/h,求(1)除去的水汽量;(2)冷却器的冷却能力;(3)加热器的加热能力。 解： （1）由i-d图，t=22℃时，d=8.3g/kg干空气 T=35℃时，d=21.4g/kg干空气 除去水汽量为?d3
?21.4?8.3?13.1g/kg干空气
（2）冷却能力，由i-d图
i1=32KJ/kg，i2=90KJ/kg
Q=G*△h=7200/3600*58*1.29=149.64kw （3）加热器的加热能力，由i-d图
Q=G*c*△t=7200*1.29/3600*1.01*11=28.66kw 3-3 对风量为1000kg/h,状态为t=16℃,
?=30%的空气,用喷蒸汽装置加入了 4kg/h的水汽,试问处理后
的空气终态是多少?如果加入了1Okg/h的水汽,这时终态又是多少?会出现什么现象? 解： （1）由i-d图，d=3.3g/kg干空气
d??1000kg/h?3.3g/kg?4kg/h?7.27g/kg
1004kg/h 由i-d图，t=16℃，d’=7.27g/kg 则Φ=64%
（2）若加入10kg/h的水汽
d??1000kg/h?3.3g/kg?10kg/h?13.2g/kg
1004kg/h3-4 如果用16℃的井水进行喷雾,能把t=35℃,t=10℃,
?=27℃的空气处理成t=20℃, ?=95%的空气,这时所
处理的风量是10000kg/h,喷水量是12000kg/h,试问喷雾后的水温是多少?如果条件同上,但是把
?=5℃的空气处理成13℃的饱和空气,试问水的终温是多少?
解：（1）由i-d图：i1=60KJ/kg，i2=55KJ/kg Δi=5KJ/kg 由G△i=Wc△t
其中G=10000kg/h，W=12000kg/h， 所以，?t?10000?5?1?C
12000?4.19
t2?t1??t?16?C?1?C?17?C
（2）由i-d图，i1=11KJ/kg，i2=36KJ/kg，则Δi=25KJ/kg 所以，?t
?10000?25?5?C
12000?4.19t2?t??t?16?5?11?C
3-6 已知通过喷水室的风量G=30200kg/h,空气初状态为t1=30℃、td=22℃; 终状态为t2=16℃、ts2=15℃,冷冻水温tl=5℃,大气压力为101325Pa,喷水室的工作条件为双排对喷,d0=5mm,n=13个/m2.
V排,?=2.8kg/(m2.s),试计算喷水量W、水初温tw1、水终温td、喷嘴前水压p、冷冻水量W1、循环水量Wx。
解：由i-d图：ts1=22℃，i1=65KJ/kg ts2=15℃，i2=42KJ/kg
此过程为冷却干燥过程，可得三个方程式：
1?ts2?tw2?0.745(v?)0.07?0.265ts1?tw1t2?ts2?0.755(v?)0.12?0.27t1?ts1i1?i2??c(tw2?tw1)
1?将数据带入，可得
??1.09tw1?9.5?C tw2?14.6?C求总喷水量：W??G?1.09?30200?32918kg/h
求喷嘴前水压：喷水室断面：
f?G30200??3m2
v??36002.8?3600 总喷嘴数为：N
?2nf?2?13?3?78个
W32918??422kg/h N78由422kg/h及孔径d0=5mm，查附录3-1(b)，喷嘴前所需水压为0.16MPa 冷冻水量：W1?G(i1?i2)30200?(65?42)??17268kg/h
c(tw2?tw1)4.19?(14.6?5)循环水量：W2?W?W1?32918?17268?15650kg/h
3-10 某工厂有表压为0.2MPa的蒸汽做热媒,并有一台SRZ15×6D型空气加热器,试问能否用这台加热器将36000kg/h的空气从7℃加热到20℃?怎样使用该加热器才能满足这样的要求? 解：G?36000kg/h?10kg/s
由附录3-7查得SRZ15×6D型空气加热器k经验公式为：
k?13.6(v?)0.49
由附录3-8查得散热面积为37.73m2，有效截面积0.572m2
v??G10??17.49kg/(m2?s) f0.572 所以，k?13.6?17.490.49?55.27W/(m2??C)
又Q?Gcp(t2?t1)?10?1.01?(20?7)?131.3?103W