湿化器内传热和传质的过程

岩洞猪

1. 冷空气与热水的逆流接触：

• 未饱和的冷空气从湿化器底部进入，即空气中含有的水蒸气量低，还没有达到饱和状态。
• 热水从湿化器顶部喷入，空气和水是逆流接触的，也就是说空气从下向上流动，水从上向下流动。
• 空气在湿化器内被加热加湿，即空气不仅温度升高，而且吸收了热水中的水蒸气，湿度增加。
• 同时，水在湿化器内被冷却，因为水的热量和水蒸气传递给了空气。
  

2. 湿化器顶部的传热与传质：

• 在湿化器顶部，空气加热的极限是空气能够达到的最高温度，这个温度接近于热水的温度。理想状态下，空气会被加热至接近热水表面的饱和湿空气状态。
• 但实际情况中，由于存在传递阻力，即空气和水之间的传热和传质并非瞬间完成，空气出口的温度低于热水温度。因此，喷入热水的温度和饱和湿度必然高于空气的出口温度和湿度。
• 在湿化器顶部，传热和传质主要是热水将热量和水分传递给空气，空气因此加湿和加热。
  

3. 湿化器底部的传热与传质：

• 在湿化器底部，热水的温度逐渐下降，冷却的极限是进入湿化器的空气的湿球温度。湿球温度是指空气中有足够水分蒸发时，达到的最低温度。
• 实际上，水温通常高于湿球温度，因为进入湿化器的空气是未饱和的，其湿球温度低于空气温度。
• 在一些情况下，湿化器底部的排水温度甚至可能低于进入湿化器的空气温度。
  

4. 传热与传质的方向：

• 传质的方向：湿化器内传质始终是水传给空气，即水中的水分蒸发到空气中，增加空气中的湿度。因此，湿化器内的空气在不断加湿。
• 传热的方向：传热方向不同。在湿化器上部，热量是从水传给空气，因为水温较高。湿化器底部，空气传递部分热量给水，因为此时空气温度可能高于水温。
• 当气体温度等于液体温度时，传热方向会发生变化。
  

5. 整体过程：

• 整个湿化器工作过程中，水不断冷却，空气不断加热加湿。随着高度的变化，空气和水的温度和湿度在湿化器内发生复杂的传递。
  

总结：

• 湿化器顶部：空气被热水加热和加湿，传热传质主要是从水到空气。
• 湿化器底部：热水逐渐冷却，空气可能将热量传递给水，但传质仍然是水传递水分给空气，使空气加湿。
  

巍峨的山峰

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