高速喷水室热工计算优化

高速喷水室的热工计算方法与普通喷水室有些不同。计算时除采用了热平衡式和通用热交换效率E′外，还使用了总热交换系数SWU。SWU的定义式为：

式中：Q0——喷水室能提供的冷量，W；

F——喷水室断面积，m2；

h1——空气初状态的焓，kJ/kg；

hw1——与喷水初温相当的饱和空气的焓，kJ/kg。

由此可见，SWU的物理意义可以理解为单位气水焓差下，1m2喷水室断面积能提供给空气的最大冷量。由于它综合考虑了空气和水的状态对热交换的影响，其热工地位相当于普通喷水室的E′。也可以用以下实验数据二元回归式计算SWU：

表7－12　高速喷水室构件规格与计算面积F1（m2）

表7－13　高速喷水室每排喷水管喷嘴数量

图7－36　高速喷水室的E′（E′＝ηB）

图7－37　高速喷水室的SWU

Luwa型高速喷水室热工设计计算步骤见表7－14。Luwa型高速喷水室热工校核计算步骤见表7－15。

表7－14　Luwa型高速喷水室热工设计计算表

表7－15　Luwa型高速喷水室热工校核计算表

【例7－4】某纺织车间需处理空气量为210000m3/h，空气进空调室的初参数为：t1＝28.6℃，ts1＝22.8℃，h1＝66.6kJ/kg，空气的终参数为：t2＝19℃，ts1＝18.4℃，h2＝52kJ/kg。试进行高速喷水室的设计计算。

解：①估算喷水室断面积。工程中常用的风速范围为5.7～6.4m/s，假定v′＝5m/s，则：

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②确定喷水室结构。由表7－12查得与F′相近的喷水室构件B×H为4032×3040，考虑挡水板插入水中深度h为40mm，该喷水室断面积为：

F＝B×（H－h）＝4.032×（3.04－0.04）＝12.1（m2）

由表7－12给出的该喷水室的计算面积F1＝10.8m2，喷嘴选用双排对喷，查表7－13可知喷嘴数量为481×2＝962个。

③求喷水室内风速。用于阻力计算的风速为最小截面风速：

用于热工计算的风速为迎面风速：

④求喷水压力。计算应达到的通用热交换效率E′：

选用直径4mm的喷嘴，根据v＝4.82m/s和E′＝0.9查图7－36得喷水压力为15×104Pa。

⑤求喷水量和水汽比。由喷水压力15×104Pa和4mm孔径，查图7－19得每个喷嘴的喷水量为155kg/h，则喷水量为：

W＝155×962＝149110（kg/h）＝41.42（kg/s）

⑥求SWU。

由＝12.32和v＝4.82，查图7－37可得：

SWU＝2215W·kg/kJ·m2

⑦计算处理空气需要的冷量。

⑧求喷水初、终温度。

根据式（7－17）：

hw1＝h1－38.1＝66.6－38.1＝28.5（kJ/kg）

查h—d图可得与hw1对应的tw1＝9.5℃