首页 理论教育水的冷却特性:优点和局限

水的冷却特性:优点和局限

【摘要】:自然界中存在大量的气体和液体,为什么用水作为冷却液体呢?什么是汽化热,就是1kg 0℃的水变为0℃的水蒸气时所吸收的热量称为汽化热。由此可见水的比热容和汽化热最大,用水冷却效果最好。表3-1 水与酒精及其他液体、气体的比热容与汽化热比较表用水去冷却生产设备时,使生产设备的温度降低了,把热量传给了水,使水温升高了,这个过程就是传导散热。热水表面的水分子在转化为水蒸气的过程中将从水中吸收热量,使水得到冷却。

自然界中存在大量的气体和液体,为什么用水作为冷却液体呢?主要原因有以下三点:

(1)水的比热容大 其比热为容1kcal/(kg·℃),就是说1kg水升高或降低1℃,可以吸收或放出1000cal热量。如用1kgH2O去冷却设备时,水温升高5℃,理论上可以吸收或放出5000cal热量。

(2)水的价格相对较便宜 一般来说,只花费水泵电费和水的净化处理费,与其他液体、气体相比,水不但价格便宜,来源也充足。

(3)水的汽化热大 在0℃时,1kg水汽化热为597.3kcal。什么是汽化热,就是1kg 0℃的水变为0℃的水蒸气时所吸收的热量称为汽化热。汽化热的意义是1kg0℃的水,蒸发1%的水量(1kg中的1%)可使1kg水降低6℃。

水与酒精及其他液体、气体的比热容与汽化热比较见表3-1。由此可见水的比热容和汽化热最大,用水冷却效果最好。

表3-1 水与酒精及其他液体、气体的比热容与汽化热比较表

用水去冷却生产设备时,使生产设备的温度降低了,把热量传给了水,使水温升高了,这个过程就是传导散热。

水在冷却塔中进行冷却的过程中,水形成很小的水滴或极薄的水膜,扩大了水与空气的接触面积和延长了接触时间,加强了水的蒸发汽化,带走水中的大量热量,所以水在冷塔中冷却的过程是传导散热和蒸发散热的过程。

空气中能容纳一定量的水蒸气,当空气中水蒸气少的时候,气候很干燥,天气也好;当空气中水蒸气较多时,会感到很潮湿;当空气中水蒸气很多时,会出现小的露点,这说明空气能接纳水蒸气,同时也说明空气接纳水蒸气是有一定限度的。当空气中出现小露点时,说明空气中的水蒸气达到了饱和,称为饱和水蒸气。

水在冷却过程中,只要空气中的水蒸气还未达到饱和,热水表面直接与空气接触时,就会不断地散发出水蒸气跑到空气中去。热水表面的水分子在转化为水蒸气的过程中将从水中吸收热量,使水得到冷却。