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。 15.为什么同一台表冷器,当其它条件相同时,被处理空气的湿球温度愈高其换热能力愈大?

答：略。

16.对同一台表冷器,当其它条件相同时,改变被处理空气量,其冷却能力将如何变化?空气处理过程又如何变化?

答：略。

17.同上,当通过冷却器的冷水量发生变化时,其冷却能力及处理过程如何变化?

答：略。

18.同上,当通过冷却器的冷水初温发生变化时,其冷却能力和处理过程又如何变化?

答：略。

19.为什么用盐水溶液处理空气的方法不如喷水室用得那么广泛? 答：略。

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 Q?G??i?5000?18?1036003?2.5?10J/s

43-2 需将t=35℃,?=60%的室外空气处理到t=22℃,?=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7200m3/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?d?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

33 Q?G??i?58KJ/kg?7200m/?h1.29kg/m??1.55 1J0s/ （3）加热器的加热能力，由i-d图 i1=32KJ/kg，i2=90KJ/kg

33 Q?G??i?7200m/h?1.2k9gh/?1K1Jk/?g?2.84 1J0s/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??100k0gh/?3.g3k?/gh/k4gh/?7.27g100k4g k/g 由i-d图，t=16℃，d’=7.27g/kg 则Φ=64%

（2）若加入10kg/h的水汽 d??

3-4 如果用16℃的井水进行喷雾,能把t=35℃,?=27℃的空气处理成t=20℃,

?100k0gh/?3.g3k?/gh/1k0gh/?13.2gk/ g100k4g=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t=10℃,?=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?t?Wc?t

其中G=10000kg/h，W=12000kg/h， 所以，?t?10000?512000?4.19?1?C

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?2512000?4.19?5?C

t2?t??t1?6?5 ??11C3-5 已知室外空气状态为t=21℃,d=9g/kg,送风状态要求t=2℃,d=10g/kg, 试在i-d 图上确定空气处理方案。如果不进行处理就送入房间有何问题(指余热、余湿量不变时)。

解：略。

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.排,

V?=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?tw2ts1?tw1t2?ts2t1?ts1?0.745(v?)?0.755(v?)0.07??0.2651?0.120.27

i1?i2??c(tw2?tw1)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?Gv??3600?302002.8?3600?3m

2 总喷嘴数为：N?2nf?2?13?3?78个

WN?3291878?422kg/h

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)c(tw2?tw1)?30200?(65?42)4.19?(14.6?5)?17268kg/h

循环水量：W2?W?W1?32918?17268?15650kg/h

3-7 仍用上题的喷水室,冬季室外空气状态为t=-12℃,?=41%,加热后绝热喷雾。要求达到与夏季同样的终状态t2=16℃、td=15℃,问夏季选的水泵能否满足冬季要求。

解：略。

3-8 仍用3-6题的喷水室,喷水量和空气的初状态均不变而改用9℃的水喷淋,试求空气的终状态及水终温。

解：略。

3-9 需要将30000kg/h的空气从-12℃加热到20℃,热媒为0.2MPa表压的饱和蒸汽,试选择合适的SRZ型空气加热器。(至少做两个方案,并比较它们的安全系数、空气阻力、耗金属量。)

解：略。

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：

v?( k?13.60.49)

由附录3-8查得散热面积为37.73m2，有效截面积0.572m2 v??Gf?100.572?17.49kg/(m?s)

2 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 需要的加热面积为： F?Qk?tp?131.?355.2?731020?7(1?432?17.m4)2

而加热器加热面积为37.73m2，所以可以使用

3-11 已知需冷却的空气量为36000kg/h,空气的初状态为t1=29℃、i1=56

kJ/kg、ts1=19.6℃,空气终状态为t2=13℃、i2=33.2U/kg、ts2=11.7℃,当地大气压力为101325Pa。试选择JW型表面冷却器,并确定水温水量及表冷器的空气阻力和水阻力。

解：略。

3-12 已知需要冷却的空气量为G=24000kg/h,当地大气压为101325Pa,空气的初参数为t1=24℃,ts1=19.5℃,il=55.8kJ/kg,冷水量为W=3000kg/h,冷水初温tw1=5℃。试求JW30-4型8排冷却器处理空气所能达到的空气终状态和水终温。

解：略。

3-13 温度t=20℃和相对湿度?=40%空气,其风量为G=2000kg/h,用压力为 p=0.15MPa工作压力的饱和蒸汽加湿,求加湿空气到?=80%时需要的蒸汽量和此时空气的终参数。

解：由i-d图，加湿前后空气状态参数为 i1=35KJ/kg，i2=50KJ/kg d1=5.8g/kg，d2=12.8g/kg

所需蒸汽量为?d?G?7?2000?140kg/h

第四章空气调节系统

思考题

1.在设计工况下,一次回流系统与直流系统相比较有什么优点?利用热平衡方法推导一次回风系统耗能量和回风之间的关系。

答：一次回风充分能源，节约新风量，节约能源。