Основы теории тепло и массообмена между воздухом и водой 

Какова бы ни была форма поверхности массы воды, используемой для обработки воздуха в аппарате контактного типа, процессы взаимодеиствия между водой и воздухом подчиняются одним и тем же физическим законам. По своей природе эти процессы являются теплообменом и массообменом. Они происходят между массой обрабатываемого воздуха, находящегося в сложном движении, и поверхностью воды. В непосредственной близости от поверхности воды располагается пограничный слой воздуха, движущийся ламинарно. При дальнейшем рассмотрении будем исходить из того, что состояние массы обрабатываемого воздуха в каждый данный момент всюду одинаково и изменения происходят внутри пограничного слоя.

Чтобы можно было осуществить процесс теплообмена, необходима разность температур между обрабатываемым воздухом и поверхностью воды.

Для массообмена нужна разность парциальных давлений водяного пара. В соответствии с принятой нами схемой явления обе эти разности должны приниматься отнесенными к граничным поверхностям раздела пограничного слоя воздуха. Иначе говоря, температура воздуха и давление водяного пара на границе между пограничным слоем и остальной массой воздуха характеризуют температуру t и давление водяного пара Ра в обрабатываемом воздухе, а температура и давление водяного пара на границе между пограничным слоем и водой характеризуют температуру tx и давление водяного пара Р" на поверхности воды. Последнее равно давлению насыщенного водяного пара при температуре воды.

Таким образом, сложные явления, наблюдаемые при взаимодействии воды и воздуха, можно рассматривать, используя схему, представленную на рис. 4.1.

Схема взаимодействия воздуха и воды

Рис. 4.1. Схема взаимодействия воздуха и воды:

1 - масса обрабатываемого воздуха (находится в турбулентном движении, имеет параметры t, Рп); 2 - граничащая поверхность между обрабатываемым воздухом и пограничным слоем воздуха (имеет параметры t, Рп)\ 3 - пограничный слой воздуха (движется ламинарно); 4 - масса воды (имеет температуру гж); 5 - граничащая поверхность между пограничным слоем воздуха и водой (имеет температуру tx, давление водяного пара соответствует состоянию насыщения при этой температуре Р" )

Внутри пограничного слоя передача тепла происходит теплопроводностью. Можно считать, что в этом слое температура изменяется линейно от t до tx . Парциальное давление водяного пара изменяется также по закону прямой линии от Рп до Р' . Молекулярные процессы переноса тепла и массы водяного пара, происходящие в пограничном слое, подчиняются аналогичным физическим законам.

Поделиться:
Добавить комментарий