第3章热湿处理
湿热处理
湿热处理101846 陈楠先介绍空气热湿处理基本过程，（过程如图示1）1)等湿加热(A —B)使用表面式换热器及某些电热设备，通过热表面对湿空气加热，保持湿度不变，提高温度，又称“干加热”。
2)等湿冷却(A —C)使用表面式冷却器冷却湿空气，当冷表面温度等于或高于湿空气的露点温度时，空气温度降低，湿度不变，又称“干冷却”。
3)等焓加湿(A —E)使用喷水室以适量的水对湿空气进行循环喷淋，水滴及其表面饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度，空气温度降低、含湿量增加，焓值基本不变，又称“绝热加湿”。
4)等焓减湿(A —D)使用固体吸湿装置处理空气，湿空气中部分水蒸气将在吸湿剂的微孔表面凝结，含湿量降低、温度升高，焓值基本不变。
5)等温加湿(A 一F ）使用各种热源产生蒸汽，通过喷管等设备使之与空气均匀掺混，使空气含湿量和焓值增加而温度基本不变。
6)冷却干燥(A —G)使用喷水室或表冷器冷却空气，当水滴或换热表面温度低于湿空气的露点温度时，空气将出现凝结、脱水，温度降低且焓值减小。
将上面基本方法适当组合就可以将不同湿度，温度的空气调节到需要的状态。
下面具体分析调节的过程，夏季炎热潮湿，用W （设为T=31℃，湿度80%）表示，冬季寒冷干燥用W ’表示，假设均要求达到同一送风状态O （25℃,40%）（如图3所示）。
1)夏季热湿处理过程(1)W —L 一O此方案由冷却干燥（W —L)和干加热(L —O)这两个过程组合成。
先使用喷水室或表冷器将空气降温到某一露点温度，使得饱和含水量与O 点含水量相同，则湿度符合了要求，然后干加热到25℃（湿度不变），完成调节。
此过程易于实现，但降温后又加热，造成能量浪费。
(2)W —O乍一看，这一方案似乎简便，但正如老师课上所讲，很难实现，只有借助使用液体吸图1：空气热湿处理的基本过程图2：空气热湿处理典型设备湿剂的减湿装置，但将投资大，管理不便。
(3)W 一1—0该方案由一个等焓减湿(W 一1)和一个干冷却(1一O)过程所组成。
第三章氧化及热处理
25
2.1 2.1热氧化方法
1.干氧氧化： 1.干氧氧化：氧分子与硅直接反应生成二氧化硅 干氧氧化
Si （固态） + O（气态） → SiO （固态） 2 2
∆
温度：900-1200℃， 温度：900-1200℃，氧化速度慢 2.水汽氧化： 2.水汽氧化：高温下水汽与硅生成二氧化硅 水汽氧化
Si（固态） H 2O（气态） SiO2 + + 2 → （固态） 2H（气态）
18
Shallow Trench Isolation (STI)
STI
19
绝大多数晶园表面被覆盖了一层足够厚的氧化层来 绝大多数晶园表面被覆盖了一层足够厚的氧化层来 一层足够厚的氧化层 防止从金属层产生的感应，这时的SiO 称为场氧化 防止从金属层产生的感应 ， 这时的 SiO2 称为 场氧化 物。 如图所示。 如图所示。
28
无论是干氧或者湿氧工艺，二氧化硅的生长都要消 无论是干氧或者湿氧工艺， 耗硅，如图所示。硅消耗的厚度占氧化总厚度的0.44， 耗硅，如图所示。硅消耗的厚度占氧化总厚度的 ， 这就意味着每生长 每生长1µm的氧化物，就有 的氧化物， 这就意味着每生长 的氧化物 就有0.44µm的硅 的硅 消耗（ 湿氧化略有差别）。 消耗（干、湿氧化略有差别）。
17
4.电容介质 电容介质
二氧化硅介电常数大， 二氧化硅介电常数大，为3～4，击穿耐压教 ～ ， 高，电容温度系数小
5.器件隔离 器件隔离
集成电路的隔离有PN结隔离和介质隔离两种 结隔离和 两种,SiO2用于 集成电路的隔离有 结隔离 介质隔离两种 隔离 用于 介质隔离. 介质隔离 漏电流小,岛与岛之间的隔离电压大 岛与岛之间的隔离电压大,寄生电容小 漏电流小 岛与岛之间的隔离电压大 寄生电容小
空气的热湿处理
空气的热湿处理为了使空调房间送风的热、湿度达到要求，在空调系统中必须有相应的热湿处理设备，通过各种处理方法（如对空气的加热或冷却、加湿或减湿），满足所要求的送风状态。
在空调工程中，用喷淋水处理空气得到广泛应用，尤其是对于大型的生产性空调，要求相对温度严格的场合。
喷水室中水和空气直接接触，热湿交换率高；空气被洗涤净化；只要适当改变水温，就能对空气进行加热、加湿或降温、减湿处理。
1、水和空气的热湿交换过程空气与水之间热湿交换规律所谓喷水室处理空气，是用喷嘴将不同温度的水喷成雾状水滴使空气与水之间产生强烈的热、湿交换，从而达到一定的处理效果。
在喷水室中，由于喷嘴的作用布满了无数小水滴。
现取一滴水进行分析，如图1所示。
由于水滴表面的蒸发作用，在水滴表面形成一层空气薄层。
不论是空气中的汽分子，还是水滴表面饱和空气层中的水汽分子，都在作不规则运动，空气中的水分子有的进入饱和空气层中，饱和空气层中的水汽分子有的也跳到空气层中去。
若饱和空气层中水汽压力大于空气中的水汽压力，由饱和空气层跳进空气中的水汽分子，多于由空气跳进饱和空气层中的水汽分子，这就是水分蒸发现象，周围空气被加湿了。
相反，如果周围空气跳到水滴表面饱和空气层中水汽分子，多于从饱和空气层中跳到空气中的水汽分子，这就是水汽凝结现象，空气被干燥了。
这种由于水蒸气压力差产生的蒸发与凝结现象，称为空气与水的湿交换。
图1 空气与水的热湿交换2、空气与水直接接触时的状态变化过当空气流过水滴表面是时，把水滴表面饱和空层的一部份饱和空气吹走。
由于水滴表面水汽分子不断蒸发，又形成新的饱和空气层，这样饱和空气层将不断与流过的空气相混合，使整个空气状态发生变化。
如果喷水量无限大，水和空气接触时间又无限长，则全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。
在图2中，O表示被处理空气的状态点，当用水喷淋空气时，随着水温不同，可以得到七种典型的空气状态变化过程。
（1）tsh＞tg水温度高于空气的干球温度,过程线为O-1.显然,空气状态变化的程线在等温线索年方,如果在过程线上任取一点表示处理后的空气状态点,可见处理后的空气温度、湿量、焓均增加。
空气调节课 复习资料(1)
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章：相对湿度的定义：湿空气的水蒸气压力P q与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力P q。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓h=1.01t+(2500+1.84t)d/1000热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε=Δh（kW）/Δd（kg/s）湿球温度，露点温度，干球温度的关系为：干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热，则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时，含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿，喷雾加湿，湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿：喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒，质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=（G A+G B）h CG A×d A+G B×d B=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量，人体，照明，设备散入房间的热量。
PMV-PPD指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素，来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度，湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标，该数值是通过对身着0.6clo服装，静坐在流速为0.15m/s，相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
第三章空气的热湿处理
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
（2）W→1→O 固体吸湿剂等焓减湿
1 W
表面式冷却器 等湿冷却 （3）W→O
O
L
液体吸湿剂减湿冷却
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
2、冬季（加热加湿）
（1）W′→L→O
4 5 O
喷水室喷热水 加热加湿
3
2
L′ L
加热器再热
W′
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
界层空气向主体空气传热；反之，则主体空气向边界 层空气传热。
第二节 空气与水直接接触时的 热湿交换
＊湿交换的推动力
主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。
当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水
蒸汽分压力时，水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移 （蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层 迁移（凝结）。
A
1
2
3
t w1 t w t w t w2
t w1
(a)顺流 t w1 t l (b)逆流 t w1 t l
(c)顺流 t w1 >t A
第二节 空气与水直接接触时的 热湿交换
3、实际条件下的状态变化过程
＊实际条件：空气与水的接触时间有限、水量也有限
＊状态变化过程：空气最终难以达到饱和状态。
二、喷水室的热工计算方法
1、喷水室的热交换效率
表示实际过程接近理想过程的程度。
（1）全热交换效率E
＊绝热加湿以外的其他处理过程： E 1 t s2 t w 2 t s1 t w1 t 2 t s2 ＊绝热加湿过程： E 1 t1 t ts1 定义式
第三节 用喷水室处理空气
空气调节第四版前两章知识点和答案
课程一：空气调节绪论1.空气调节：①使空气达到所要求的状态②使空气处于正常状态2.内部受控的空气环境：在某一特定空间（或房间）内，对空气温度、湿度、流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求。
3.一定空间内的空气环境一般受到两方面的干扰：一是来自空间内部生产过程、设备及人体等所产生的热、湿和其他有害物的干扰；二是来自空间外部气候变化、太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰。
4.技术手段：采用换气的方法保证内部环境的空气新鲜；采用热、湿交换的方法保证内部环境的温、湿度；采用净化的方法保证空气的清洁度。
（置换、热质交换和净化过程）5.工艺性空调和舒适型空调？答：根据空调系统所服务对象的不同可分为工艺性空调和舒适型空调。
①工艺性空调：空气调节应用与工业及科学实验过程。
②舒适型空调：应用于以人为主的空气环境调节。
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图章节概要：内容一：知识点总结1.湿空气=干空气=水蒸气A.饱和空气：干空气+干饱和空气B.过饱和空气：干空气+湿饱和空气C.不饱和空气：干空气+过热蒸汽2.在常温下干空气被视为理想气体，不饱和湿空气中的水蒸气一直处于过热状态。
3.标准状况下，湿空气的密度比干空气小（水蒸气分压力上升，湿空气密度减小）。
4.相对湿度可以反映空气的干燥程度。
5.相对湿度与含湿量的关系（书7页）。
6.湿空气的焓h=ℎℎ+dℎℎ。
7.画图：湿空气的焓湿图、露点温度、湿球温度。
8.湿空气的状态变化，四个典型过程的实现。
9.道尔顿定律B=ℎℎ+ℎℎ。
10.在一定大气压力B下，d仅与ℎℎ有关，ℎℎ越大，d越大。
11.空气进行热湿交换的过程中，温差是热交换的推动力，而水蒸气的压力差则是质（湿）交换的推动力。
内容二：课后习题答案1.试解释用1KG干空气作为湿空气参数度量单位基础的原因。
答：因为大气（湿空气）是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的。
干空气的成分是氮、氧、氩、及其他微量气体，多数成分比较稳定，少数随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气作为一个稳定的混合物来看待。
第三章空气的热湿处理
第六节 空气的其它减湿方法
在空调系统中除可用喷水室和表冷器对空气进行减湿处理外， 还可以采用下面一些减湿方法。
一、用加热通风法减湿 二、用冷冻减湿机减湿 冷冻减湿机（除湿机）是由制冷系统和风机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组成的除混装置， 其工作原理见图
三、使用吸湿剂减湿 （一）用液体吸湿剂减湿 某些盐类及其水溶液对空气中的水蒸汽有强烈的 吸收作用，因此在空调工程中也利它们达到减湿目的 ，并称它们为吸收剂。吸收剂本身又分为团体吸收剂 和液体吸收剂两种。
第三节 用喷水室处理空气
一、喷水室的构造和类型 应用比较广泛的有单级、卧式、低速喷水室 . 前挡水板有挡住飞溅出来的水滴和使进风均匀流动的双重作用，因此有时也称 它为均风板。被处理空气进入喷水室后流经喷水管排，与喷嘴中喷出的水滴相接触 进行热湿交换，然后经后挡水板流走。后挡水板能将空气中夹们的水滴分离出来， 以减少喷水室的“过水量”。在喷水室中通常设置一至三排喷嘴，最多四排喷嘴。 喷水方向根据与空气流动方向相同与否分为顺喷、逆喷和对喷。从喷嘴喷出的水滴 完成与空气的热湿交换后，落入底池中。 底池和四种管道相通，它们是： （1）循环水管： （2）溢水管 （3）补水管： （4）泄水管：
空气热湿处理的途径及使用设备的类型
空气热湿处理的各种途径 在空调工程中，实现不同的空气处 理过程需要不同的空气处理设备，如空 气的加热、冷却、加湿、减湿设备等。
有时，一种空气处理设备能同时实现 . 空气的加热加湿、冷却干燥或者升温干燥 等过程
空气热湿处理设备的类型
根据各种热湿交换设备的特点分成两人类：接触式热湿交换设备和 表面式热湿交换设备。 第一类热湿交换设备的特点是，与空气进行热湿交换的介质直接与 空气接触，通常是使被处理的空气流过热湿交换介质表面，通过含有热 湿交换介质的填料层或将热湿交换介质喷洒到空气中去，形成具有各种 分散度液滴的空间．使液滴与流过的空气直接接触。 第二类热湿交换设备的特点是，与空气进行热湿交换的介质不与空 气接触，二者之间的热湿交换是通过分隔壁面进行的。根据热湿交换介 质的温度不同，壁面的空气侧可能产生水膜（湿表面），分隔壁而有平 表面和带助表面两种。
空气调节课件-第三章
湿交换的两种基本形式：分子扩散 紊流扩散
一.热湿交换原理：
3.热湿交换公式
假想空气与水在微元面积dF上接触，主体 空气的温度变化为dt，含湿量变化为dd
空气的显热减少、潜热增 加，二者近似相等，空气 终状态点为4。
A-4 等焓加湿过程 是空气 增焓和减焓的分界线。
d2
d4
d6
t6=tA
A
t4=ts
456 7
t2=tL
3 2
1
Φ=100%
二.空气与水直接接触时的状态变化过程
若d度tb下w等=的于tA饱干t和b球=含温tA湿, 量。
tA=tb 无显热交换 dA<db, 有潜热交换 终状态点为6。
目录
第三章 空气的热湿处 理··3··-·1····热···湿···处···理···途···径···和···使···用···设···备···类·············1
型3-2····空···气···与···水···直···接···接···触···时··2的热湿交 换3-3····用···喷···水···室···处···理···空··11 气3-4····表···面···式···换···热································32 器3-5····空···气···的···其···它···加···热···加···湿···方·························84 法3-6····空···气···的···其···它···减···湿···方·········132 法···········································151
空气热湿处理过程与设备
空气热湿处理过程与设备简介空气热湿处理是一种用于改变空气中湿度和温度的技术过程，它在许多行业中得到广泛应用，包括空调、冷库、食品加工等。
本文将介绍空气热湿处理的基本原理和常用的设备。
空气热湿处理的原理空气热湿处理依赖于空气中的湿度和温度之间的关系，通过调整湿度和温度的变化来达到理想的条件。
常见的变化有加湿、除湿、加热和冷却等。
湿空气中的水蒸气压随着温度的升高而增加，当水蒸气压达到饱和蒸气压时，空气中的水蒸气开始凝结成水滴。
这就是加湿和除湿的基本原理。
加湿是将湿度较低的空气中加入水蒸气，以增加空气中的湿度。
常见的加湿方法有喷雾加湿、湿帘加湿和蒸发加湿等。
这些方法通过将水蒸气直接混入空气中，以增加空气中的湿度。
除湿则是将湿度较高的空气中的水蒸气除去，以降低空气中的湿度。
常见的除湿方法有冷凝除湿、吸湿剂除湿和改变空气流动等。
这些方法通过降低空气温度或吸收空气中的水分，以减少空气中的湿度。
加热和冷却是调节空气温度的方法，它们可以与加湿和除湿一起使用，以达到理想的空气热湿条件。
常用的空气热湿处理设备空调系统空调系统是一种常见的空气热湿处理设备，它通过冷却和加热空气，调节空气的温度和湿度。
空调系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和风扇等组成。
压缩机将制冷剂压缩成高压气体，然后通过冷凝器将高压气体冷却成液体，并释放出热量。
冷凝器中的液体制冷剂进一步通过蒸发器蒸发，吸收空气中的热量，从而降低空气温度。
蒸发器中的湿润空气经过风扇的吹送，达到加湿的效果。
除湿设备除湿设备是一种非常有效的空气热湿处理设备，它能够将高湿度的空气中的水分除去，以降低空气湿度。
常见的除湿设备包括冷凝式除湿机、吸湿剂除湿器和湿帘除湿器等。
冷凝式除湿机通过冷凝制冷原理，将湿空气中的水蒸气冷凝成水滴，并排放到外部。
吸湿剂除湿器则通过吸附剂吸收空气中的水分，从而降低湿度。
湿帘除湿器则通过水的蒸发来降低空气湿度。
加湿设备加湿设备用于增加空气中的湿度，以改善空气质量和舒适度。
空气调节期末复习知识点
空气调节期末复习知识点第一章湿空气的物理性质及其焓湿图1、空气调节的主要任务：在所处自然环境下，使被调节空间的空气保持一定的温度、湿度、流动速度以及洁净度、新鲜度。
2、湿空气：（1）概念：大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混合而成，我们称其为湿空气。
干空气可看作一个稳定的混合物；水蒸气含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重要影响，是空调中的重要调节对象；常温常压下干空气、水蒸气均可近似看作理想气体。
（2）状态参数：压力 湿空气的压力的等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和；水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少；密度 湿空气的密度等于干空气密度和水蒸气密度之和；水蒸气密度小于干空气密度→湿空气密度小于干空气密度；实际计算中，在标准条件（101325Pa，20℃）下，可近似取ρ=1.2Kg/m3；含湿量 在湿空气中与lkg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量；d=0.622*Pq/(B-Pq);当大气压力B一定时，水汽分压力Pq只取决于含湿量d ；相对湿度 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比为相对湿度。
相对湿度值表征湿空气中水蒸气含量接近饱和含量的程度，能够比较确切地表示空气干燥和潮湿的程度焓 空气调节过程可近似为等压过程，比焓可以用来计算在定压条件下对湿空气加热或冷却时吸收或放出的热量。
干空气定压比热：1.01kJ/(kg.℃)液态水定压比热：4.19kJ/(kg.℃)水蒸气定压比热：1.84kJ/(kg.℃)水蒸气气化潜热计算：2500+1.84t=4.19t+r3、焓湿图：确定湿空气的状态及其变化过程的方法：公式计算；查表；查焓湿图。
概念 为了简化工程计算而发展的湿空气参数的图解表示法被称为焓湿图。
优点 计算简化；描述直观。
作用 确定湿空气的状态参数；表示湿空气的状态变化过程。
参数 焓湿图上的可以获取的参数：焓、含湿量、水蒸气分压力、相对湿度、温度、湿球温度、露点温度、热湿比；状态参数 独立状态参数：在B一定的条件下，在h , d , t , φ中，已知任意两个参数，则湿空气状态就确定了，亦即在h-d图上有一确定的点，其余参数均可由此点查出，因此，将这些参数称为独立参数。
第三章空气的热湿处理
度的指示剂。
4.5空气除湿处理方法及设备
(2)吸收式固体吸湿剂
又称为固体液化吸收剂，主要有氯化钙、五氧化二磷(又称为磷 酸酐)、氢氧化钠(又称为苛性钠)、硫酸铜(又称为蓝矾)及氯化 锂。
特点 这类固体吸湿剂吸收水分后，本身也变成了含有多个结晶水的
空气热湿处理的各种途径
4.5空气除湿处理方法及设备
方案二
用固体吸湿剂把室外空气 沿等焓线减湿处理到1点， 然后用表冷器等湿冷却到 送风状态点O，如图中的 W→1→O过程。
方案三
用液体吸湿剂直接把室外 空气从W点处理到送风状态 点O，如图中的W→O过程。
空气热湿处理的各种途径
4.5空气除湿处理方法及ห้องสมุดไป่ตู้备
吸湿区 再生区
4.5空气除湿处理方法及设备
工作原理
转轮旋转时，需要除湿处理的空气由转轮一侧进入吸湿区， 其所含水蒸气即被处于这个区域中的吸湿材料吸收或吸附， 使空气得到干燥。与此同时，经过再生加热器加热的高温空 气(再生空气)由转轮的另一侧进入转轮的再生区，将处于这 个区域内的吸湿材料所含的水分吸出、带走。
4.5空气除湿处理方法及设备
转轮的种类 (按采用的吸湿材料分)
① 氯化锂转轮——将吸湿剂(氯化锂和氯化锰共晶体) 和保护加强剂(无机胶料聚合铝)的混合物通过浸渍 式涂布均匀地嵌固在吸湿载体(石棉纸)的表面。
② 硅胶转轮——把硅胶以化学反应方式附着在波纹状 介质上。与氯化锂转轮相比，硅胶转轮具有强度高 ，不会腐蚀，可以清洗等优点，但是价格较昂贵。
方案，换到另一种情况下或另一个地区可能就不是最好的。
③ 分子筛转轮
4.5空气除湿处理方法及设备
第三章空气的 热湿处理
0
pq2 pq4
pq6
水蒸汽分压力Pa 水蒸汽分压力
t6=tA t4=ts t2=tl
A
前提：水温不变，水量无限大，接触时间无限长 前提：水温不变，水量无限大，
七种典型的空气状态变化过程
水温特点 T或QX D或Qq 减 不变 增 增 增 增 增 i或QX 减 减 减 不变 增 增 增
A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7
α σ −γ
( t − t b)
(a )
空气失去的显热又以潜 热的形式回到空气中， 则对湿空气而言： γ（d b − d) = c p ( t − t b) ⇒ db − d = cp
γ
( t − t b)
( b)
比较以上两式可得：
α = cp σ
应用？ 应用？
三、空气与水直接接触时的状态变化过程（理想条件） 空气与水直接接触时的状态变化过程（理想条件）
dW = σ（d - db）dF σ（
σ—空气与水表面间按水蒸汽含湿量差计算的 湿交换系数，单位kg/m 湿交换系数，单位kg/m2s d—周围空气的含湿量，kg/kg干 周围空气的含湿量， db—边界层空气的含湿量，kg/kg干 边界层空气的含湿量，
潜热交换量： 潜热交换量：dQq = rdW = r σ（d - db） dF
tw<tl tw=tl
减 减
tl<tw< 减 ts tw=ts 减 ts<tw <t tw=tA tw>tA
减 不变 增
说明： 说明：
A-2 空气加湿与减湿的分界线：t>tb， 空气加湿与减湿的分界线： d=db，有显热交换，等湿冷却过程。 有显热交换，等湿冷却过程。 A-4 空气增焓与减焓的分界线： 空气增焓与减焓的分界线：空气沿等 湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。 湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。 A-6 等温加湿过程，空气的潜热量增加， 等温加湿过程，空气的潜热量增加， 焓增大
空气调节空气的热湿处理途径及设备
W
1
O
液体吸湿剂减湿
W
O
1 N
O
L
W =100%
二、冬季空气热湿处理途径
5
N
4
t0 O
io
3
=100%
2
L
W’
加热器预热
W’
喷蒸汽加湿
2
加热器再热
L
O
加热器预热
喷水室绝热加湿
加热器再热
W’
3
L
O
加热器预热
喷蒸汽加湿
W’
4
O
喷水室喷热水加热 加热器再热
W’
L
O
加热器加热
W’
部分喷水室 内绝热加湿
E 1 ts2 tw2 ts1 tw1
喷水室的通用热交换效率E’：只考虑空气侧的状态变化
E 1 t2 ts2 t1 ts1
掌握两个效率的推导过程
空气断面质量流速v
v G
3600 f
喷水系数：
W
G
（2）喷水室效率的经验公式
E Av m n E Av m n
第五讲 空气的热湿处理途径及设备
空调与制冷技术
本章主要内容
空气热湿处理途径 空气热湿处理设备种类 空气与水直接接触时的热湿交换原理 喷水室 表面式换热器 空气的加湿减湿设备
第一节 空气的热湿处理途径
一、夏季空气热湿处理途径
表冷器冷却减湿 加热器加热
W
L
O
固体吸湿剂减湿 表冷器减湿
泄水管：为了检修、清洗和防冻等目的，在底池的底 部需设泄水管
3、影响喷水室效率的主要因素
喷水室断面空气质量流速，推荐 v=2.5~3.5kg/m2.s
空气与水直接接触时的热湿交换介绍
＊缺点
对水质要求高； 占地面积大； 水泵耗能大。
一、喷水室的构造和类型
1、喷水室的构造 ＊喷嘴：使水雾化成液滴 ＊喷水排管：布置喷嘴 ＊前挡水板：挡水、使进风均匀
＊后挡水板：分离空气中夹带的水滴、减少过水量
＊管道系统：供水管、循环水管、补水管、溢水管、
泄水管
＊其他：水泵、底池、滤水器、溢水器等。
普通卧式单级喷水室
计算方法及步骤
（1）计算类型
＊设计性计算
对既定的空气处理过程，选择满足要求的喷水室。 已知：空气量G、空气的初终状态（ t1 , t s1 ）、（ t 2 , t s2 ） 计算内容：喷水室结构、喷水量W（或喷水系数 ）、
水的初终温 t w1、t w2。
＊校核性计算
对结构一定的喷水室，校核其处理能力。
常用范围： 2.5~3.5kg/(m2.s). 2.喷水系数 定义：处理每kg空气所用的水量， W / G
增大，则η 1、η 2增大，但水泵的能耗也会增大。
（3）喷水室的结构特性
＊喷嘴排数
热交换效果双排比单排好，三排与双排差不多，
因此常用双排喷嘴。 ＊喷嘴密度 喷嘴密度过大，水苗叠加；过小，水苗不能覆盖 整个喷水室断面，使部分空气旁通。
层空气传热。
＊湿交换的推动力 主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。 当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水 蒸汽分压力时，水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移 （蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层 迁移（凝结）。
当空气与水在一个微小表面dF(m2)上接触时， 显热交换量将是：
dQx (t tb )dF
已知：空气量G、空气的初状态（ t1 , t s1）、喷水室结
空气的热湿处理课件
05
热湿处理对环境的 影响
能耗与碳排放
能耗
热湿处理过程中需要消耗大量能源， 如电、燃气等，导致能源消耗增加。
碳排放
热湿处理设备运行过程中会产生二氧 化碳等温室气体，对环境造成负面影 响。
对室内环境的影响
温度
热湿处理设备能够调节室内温度，保持适宜的室内温度，提 高居住舒适度。
湿度
通过热湿处理设备可以调节室内湿度，避免室内过于干燥或 潮湿，有利于人体健康。
自动化控制系统
通过自动化控制系统，实现空气处理过程的自动调节和控制。
人工智能技术
利用人工智能算法，优化控制策略，提高系统自适应和学习能力。
新材料与新技术的应用
新材料
采用新型的高导热、高强度材料，提高设备性能和寿命。
新工艺
采用新型的加工工艺，提高设备制造精度和可靠性。
新型过滤材料
采用新型的过滤材料，提高空气过滤效果和延长过滤器寿命。
处理方案
采用组合式空气处理机组，包 括过滤、加热、加湿、冷却等 功能，以满足不同季节和生产 需求。
效果评估
经过处理后的空气质量明显提 升，生产效率和员工满意度得
到提高。
某办公楼的空调系统
办公楼简介
某高端写字楼，入驻多家知名企业和 机构。
处理需求
办公楼内需要提供舒适、健康的空气 环境，以满足员工和客户的需求。
02
空气热湿处理的设 备
空气加热器
红外线辐射式空气加热器
利用红外线辐射原理，将电能转化为 热能，直接加热经过的空气。
燃气式空气加热器
利用燃气燃烧产生的热量加热经过的 空气，适用于需要大量热风的场所。
电热式空气加热器
通过电热元件加热空气，通常采用 PTC陶瓷加热元件，具有安全、高效 、节能的优点。
食品工艺学 第3章 食品的热处理和杀菌(1)
商业杀菌（ 商业杀菌（ Commercial Sterilization） ）
将病原菌、 将病原菌、产毒菌及造成食品腐败的微生物杀 死，食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 食品中允许残留有微生物或芽孢，不过， 在常温无冷藏状况的商业贮运过程中， 在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定 的保质期内，不引起食品腐败变质， 的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热 处理方法称为商业杀菌法。 处理方法称为商业杀菌法。商业杀菌一般又简 称为杀菌
（2）污染量
原始活菌数(初菌数） 原始活菌数(初菌数） •原始菌数愈多，全部死亡所需要的时间愈 原始菌数愈多， 原始菌数愈多 长。 •原始菌数愈高，腐败菌全部死亡时间也随 原始菌数愈高， 原始菌数愈高 之而增长。 之而增长。
菌种、 菌种、菌数与污染源有关
原料来源 原料新鲜度 加工处理过程的合理性 车间个人卫生
（4）热处理时介质或食品成分的影响
热处理时影响微生物耐热性的环境条件有： 热处理时影响微生物耐热性的环境条件有：
pH值和缓冲介质 pH值和缓冲介质 离子环境 水分活性 其他介质成分
①
食品pH值 食品pH值
100 杀菌时间 杀菌时间(min) 10 1 0.1 杀菌温度℃ pH3.5 pH4.5 pH5-7
酸度 低酸性
pH值 值 > 5.0
食品种类 虾、蟹、贝类、禽、 贝类、 牛肉、猪肉、火腿、 牛肉、猪肉、火腿、 羊肉、蘑菇、 羊肉、蘑菇、青豆
常见腐败菌
杀菌要求、 嗜热菌、嗜 温厌氧菌、 温厌氧菌、 嗜温兼性厌 蔬菜肉类混合制品、 中酸性 4.6~5. 蔬菜肉类混合制品、 氧菌 0 汤类、面条、 汤类、面条、无花果 酸性 3.7~4. 荔枝、龙眼、樱桃、 非芽孢耐酸 荔枝、龙眼、樱桃、 6 苹果、枇杷、草莓、 苹果、枇杷、草莓、 菌、耐酸芽 番茄酱、 孢菌 番茄酱、各类果汁 < 3.7 菠萝、 酵母、 菠萝、杏、葡萄、柠 酵母、霉菌 葡萄、 果酱、果冻、 檬、果酱、果冻、酸 泡菜、 泡菜、柠檬汁等
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节
空气热湿处理的途径及使用设备的类型 空气与水直接接触时的热湿交换 用喷水室处理空气 用表面式换热器处理空气 空气的其它加热加湿方法 空气的其它减湿方法
• 本章重点：
• 1、空气热湿处理设备分类及特性 • 2、空气与水之间热湿交换规律 • 3、喷淋室的热工计算 • 4、表面换热器的热工计算
用喷水室处理空气
三、空气与水直接接触时热湿传递过程
对于绝热加湿
a(t tb )dF r (db d )dF
db
d
a
r
(t
tb )
Gc p (t tb ) Gr (db d )
db
d
cp r
(t
tb )
刘伊斯关系式：
a
cp
或
a
cp
施米特准则（Sc）与普朗特准则Pr相等
22.5。C ，tl1 20.4。C ，t2 16.6。C
，W＝22680kg/h。试将喷水初温改
进行校核性计算。
【解】现在
t
' w1
10。C ，则依据式（3－26）可求出新水温下的喷水系数为：
' (tl1 tw1 ) 1.05(20.4 8.45) 1.2
tl1
处理方案说明
喷水室喷冷水(或表冷器)冷却减湿 → 加热器再 热 固体吸湿剂减湿→ 表冷器等湿冷却 液体吸湿剂减湿冷却
加热器预热→喷蒸汽加湿→加热器再热 加热器预热→喷水室绝热加湿→加热器再热 加热器预热→喷蒸汽加湿 喷水室喷热水加热加湿→加热器再热
(5)W/ → 5 → L/ 5
加热器预热→一部分喷水室绝热加湿→与另一 →O 部分未加湿的空气混合
数学边界条件相同
宣乌特准则（Sh）与努谢尔特准则Nu相等
dQz (h hb )dF
第三节 用喷水室处理空气
一、喷水室空气处理的介绍
喷水室空气处理： 在喷水室中，利用不同温度的水对需要处理的空气直 接喷淋，使其产生热湿交换，从而达到降焓、降湿、加 湿或增焓的目的。
喷水室的主要优点： 能够实现多种空气处理过程、具有一定的净化空气能 力、耗金属量少和容易加工。
喷水室的主要缺点： 对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点。
喷水室的类型： 喷水室有卧式和立式；单级和双级；低速和高速。此 外，在工程上还使用带旁通和带填料层的喷水室。
二、喷水室的热工计算方法
• 主要分两类： • 第一类基于热质交换系数 • 通常是根据实验数据确定与喷水室结构特
性、空气质量流速、喷水系数，喷嘴前水压 等有关的热、质交换系数。 • 第二类基于热交换效率 • 特点是使用两个热交换效率、一个热平衡 式。
二、空气热湿处理设备的类型
热湿交换设备分类：
接触式热湿交换设备 表面式热湿交换设备
第一类热湿交换设备的特点是：
与空气进行热湿交换的介质直接与空气接 触
第二类热湿交换设备的特点是：
与空气进行热湿交换的介质不与空气接触， 二者通过热交换面进行。
根据热湿交换介质的温度不同，壁面的空气 侧可能产生水膜（湿表面），也可能不产生水 膜（干表面）。
t
' w1
20.4 10
于是可得新条件下的喷水量为： W 1.2 21600 25920kg / h
下面利用新的
'
1.2
和
t
' w1
10。C
计算该喷水室能够得到的空气终状态和水终温度。这是校
核性计算问题。
将已知数代入热工计算方程式
1
ts2 tw2 22.5 10
第四节 用表面式换热器处理空气
一、表面式换热器热湿交换过程的特点
1、表面式换热器因具有构造简单、占地少、 水质要求不高、水系统阻力小等优点。 2、表面式换热器包括空气加热器和表面式冷 却器两种。 3、表面式换热器的热湿交换是在主体空气与 紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和 水蒸汽分压力差作用下进行的。
2、热交换特点 温差：是热交换的推动力。 水蒸汽分压力差：是湿（质）交换的推
动力。
质交换有两种基本形式：分子扩散和 紊流扩散。
质交换机理：与热交换的机理相类似。
3、空气与水直接接触时的热湿交换计算
二、空气与水直接接触时的状态变化过程
tA 空气的干球温度 Tl 空气的露点温度
T s空气的湿球温度 Tw 水温
第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型
一、空气热湿处理的各种途径
空气处理的各种途径
季节
空气处理途径
夏季 冬季
(1)W → L → O
(2)W → 1 → O (3)W → O (1)W/ → 2 → L → O (2)W/ → 3 → L → O (3)W/ → 4 → O (4)W/ → L → O
0.745(3) 0.07
(1.2) 0.265
1
t2 ts2 28 22.5
0.755(3) 0.12
(1.2) 0.27
2.86(22.5 ts2 ) 1.2 4.19(tw2 10)
经过简化可得
ts2 tw2 1.875 t2 ts2 0.55 1.758tw2 ts2 40.08
热量。
•
上述三个条件可以用三个方程式表示，例如对冷却干燥过程，三个
方程式为：
1 ts2 tw2 E f (v, )
ts1 tw1
•
1 t2 ts2 E f (v, )
t1 ts1
G(h1 h2 ) Wc(tw2 tw1)
【例3－1】已知需处理的空气量G为21600kg/h；当地大气压力为101325Pa；空气的初参数为：
0.745(3)0.07 0.265
1
16.6 15.9 28 22.5
0.755(3) 0.12
0.27
65.8 44.4 4.19(tw2 tw1 )
经过简化可得
10.8162512..950.27ttww21
0.805
过程线 A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7
水温特点
tw<tl tw=tl tl<tw<tA tw=ts ts<tw<tA tw=tA tw>tA
t或Qx 减 减 减 减 减
不变 增
d或Qq 减
不变 增 增 增 增 增
i或Qz 减 减 减
不变 增 增 增
过程名称 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
tw2 tw1
E
0.745(v )0.07 0.265
1
t2 t1
ts2 ts1
E 0.755(v)0.12 0.27
i1 i2 c(tw2 tw1)
把已知数代入方程式可得
1
15.9 22.5
tw2 t w1
• ( l ）空气质量流速 v 的影响
• 空气质量流速：就是单位时间内通过每平方米
喷水室断面的空气质量。
• v不因温度变化而变化。
• 常用的v范围是 2.5~3.5kg / ( m2·S )。
• ( 2 ）喷水系数的影响
•
喷水系数：即处理每 kg 空气所用的水量。
•
•
W G = kg（水）/ kg（空气）
• 典型的双级喷水室是风路与水路串联的喷水室。
• 主要特点：
• ( l ）被处理空气的温降、焓降较大，且空气的终状态 一般可达饱和；
• ( 2 ) I 级喷水室的空气温降大于Ⅱ级，而Ⅱ级喷水室的 空气减湿量大于I级；
• ( 3 ）由于水与空气呈逆流流动，且两次接触，所以水 温可能高于空气终状态的湿球温度，即 tw2 tS2
0.873
0.265
(tw2 tw1 ) 5.11
联解三个方程式可得
1.05，tw1 8.45。C；tw2 13.31。C
（4）求总喷水量 总喷水量为：
W G 1.05 21600 22680kg/h
(5)求喷嘴前水压 根据已知条件，可求出喷水室断面为：
• （一）利用 E 和 E′的喷水室热工计算方法 • 1、喷水室的热交换效率 E 和 E′ • E是全热交换效率、E′是通用热交换效率它
们表示的是喷水室的实际处理过程与喷水量有限 但接触时间足够充分的理想过程接近的程度，并 且用它们来评价喷水室的热工性能。 • ( l ）全热交换效率 E
2、影响喷水室热交换效果的因素
f
G
21600 2.0m2
两排喷嘴的总喷嘴数为v： 3600 3 3600
N 2nf 2 13 2 52个
根据计算所得的总喷水量W，知每个喷嘴的喷水量为：
W 22680 436kg / h N 52
根据每个喷嘴的喷水量436kg/h及喷嘴孔径 d 0 =5mm
• ( 3 ）喷水室结构特性的影响
• 喷水室的结构特性主要是指：喷嘴排数、喷嘴 密度、排管间距、喷嘴型式、喷嘴孔径和喷水方 向等。
• ( 4 ）空气与水初参数的影响
• 对于结构一定的喷水室而言，空气与水的初参 数决定了喷水室内热湿交换推动力的方向和大小。 因此，改变空气与水的初参数，可以导致不同的 处理过程和结果。但是对同一空气处理过程而言， 空气与水的初参数的变化对两个效率的影响不大， 可以忽略不计。
第二节 空气与水直接接触时的热湿交换