干空气物理性质表（101.33Pa）
湿空气的性质
水的物理性质
全国主要城市年平均温度及湿度表
空气物理性质 空气的组成： 成分 氮氧氩二氧化碳其他 体积（%）78.09 20.95 0.93 0.03 0.078 重量（%）75.53 23.14 1.28 0.05 0.075 空气的密度： 空气具有一定的质量，质量常用密度来表示。密度是单位体积内空气的质量，用ρ表示。ρ=M/V 式中M、V分别为气体的质量与体积。 空气的粘度： 空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气粘度的变化只受温度变化的影响，而压力变化 对其影响甚微，可忽略不记。 空气的运动粘度与温度的关系： t(oC) 0 5 10 20 30 40 60 80 100 v(m2s-1) 0.136 0.142 0.147 0.157 0.166 0.176 0.196 0.21 0.238 (10-4) 空气的压缩性与膨胀性： 当气体的压力变化时体积随之改变的性质称为气体的压缩性；气体因温度变化体积随之改变的性质称为气体的膨胀性。空气的压缩性和膨胀性都远大于液体的压缩性和膨胀性。气体的 体积随温度和压力的变化规律服从气体状态方程。 mym2005-09-29 09:54 气动控制系统设计计算 气动控制系统的设计步骤 气动控制系统是由电气信号处理部分和气压功率输出部分所组成的闭环控制系统。通常，气动控制系统的设计步骤为： 1）明确气动控制系统的设计要求； 2）确定控制方案，拟定控制系统原理图； 3）确定气压控制系统动力元件参数，选择反馈元件； 4）计算控制系统的动态参数，设计校正装置并选择元件。
mym2005-09-29 09:54 气动比例、伺服控制 气动比例伺服控制系统是由电气信号处理部分和气动功率输出部分所组成的闭环控制系统。 气动比例、伺服控制系统与液压比例、伺服控制系统比较有如下特点： 1）能源产生和能量储存简单。 2）体积小、重量轻。 3）温度变化对气动比例、伺服机构的工作性能影响很小。 4）气动系统比较安全，不易发生火灾，并且不会造成环境污染。 5）由于气体的可压缩性，气动系统的响应速度低，在工作压力和负载大小相同时，液压系统的响应速度约为气动系统的50倍。同时，液压系统的刚度约为相当的气动系统的400倍。6）由于气动系统没有泵控系统，只有阀控系统，阀控系统的效率较低。阀控液压系统和气动伺服系统的总效率分别为60%和30%左右。 7）由于气体的粘度很小，润滑性能不好。在同样加工精度情况下，气动部件的漏气和运动副之间的干摩擦相对较大，负载易出现爬行现象。 综合分析，气动控制系统适用于输出功率不大（气动控制系统的极限功率约为4kW），动态性能要求不高，工作环境比较恶劣的高温或低温，并对防火有较高要求的场合。
第2章 创造满足人类生产、空气环境的主体又是通风工程的处理对象，2.1 湿空气的物理性质 2.1.1 空气的组成 通风工程的媒介是空气，（N 2）、氧（O 2）、氩（Ar ）、二氧化碳（CO 2体；多数成分如氮（N 2）、氧（O 2）、氩（Ar 定，少数成分如二氧化碳（CO 2）组成。目前推荐的干空气标准成分见表2-1和图表2-1 注：该表中气体成分随时间和场所的不同，有较大变化； *氡有放射能，由Rn 220和Ｒn 222两种同位素构成，因为同位素混合物的原子量变化，所以不作规定。（Rn 220半衰期54s ，Ｒn 222半衰期3.83日）
2.1.2 湿空气的物理性质 通风空调的空气成分与人们平时所说的“空气”实际是干空气加水蒸汽的混合物，即湿空气。 在湿空气中水蒸汽的含量虽少，但其变化却对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要影响，且使湿空气的物理性质随之改变[4]。因此研究湿空气中水蒸汽含量的调节在通风空调中占有重要地位。 地球表面的湿空气中，尚有悬浮尘埃、烟雾、微生物及化学排放物等，由于这些物质并不影响湿空气的热力学特性，因此本章不涉及这些内容。 1、压力 空气分子永不停息、无规则的热运动对容器壁面产生的压强，习惯叫做空气的绝对静压，是气体状态的基本参量之一。海平面的标准大气压为101325Pa 。压力的单位有Pa 、mbar 等，大气压力各单位之间的换算见表2-2。 大气压力随海拔高度而变化，可由以下经验公式计算： 2559.550)105577.21(H P P ??-=-，Pa （2-1） 式中 P 0——海平面大气压力，Pa ； H ——海拔高度，m 。 当海平面P 0=101325Pa 时，可作出海拔高度和大气压力变化关系的曲线，大气压力随海拔高度的变化如图2-2所示。大气压力值一般在士5%范围内波动。 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 405060708090100110 大气压 P /k P a 海拔高度 /km 图2-2 大气压与海拔高度的关系 湿空气各组分气体的分压力遵循道尔顿定律。即： i P P ∑= （2-2） 对于理想气体遵循的状态方程为： mRT PV = 或 RT P =υ （2-3）
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图 教学目的： 1. 理解并掌握有关湿空气及描述其物理性质的概念：压力、温度、含湿量、相对湿度、密度（比容）。 2. 掌握湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。 3. 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。 4. 熟练掌握焓湿图的应用方法：确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。 5. 了解空气状态参数的计算法。 重点：湿空气物理性质的描述，焓-湿图的组成，应用其确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。 难点：应用焓-湿图确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。 第一节湿空气的物理性质 一、基本概念 １、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。 ２、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。 ３、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工程中称其为湿空气。二、理论基础 湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务
之一。 三、状态参数 在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参数。 1、湿空气的压力B 湿空气的压力即大气压力，B＝P g＋P q (Pa) 2、湿空气的密度ρ ρ＝ρg＋ρq＝P g/RT＋P q /RT ＝0.003484B/T-0.00134P q /T 一般取ρ =1.2Kg/m3 3、湿空气的含湿量d 湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。 d＝ρq/ρg=0.622P q /P g=0.622P q /(B-P q) (Kg/Kga) 4、相对湿度? 湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。 ?＝P q /P q,b×100%≈d/d b×100% 5、湿空气的焓i 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。 i＝1.01t+(2500+1.84t)d/1000 (KJ/Kga) 以上各式构成了湿空气特性的主要方程组,应牢固掌握。 第二节湿空气的焓湿图 在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其变化过程。 确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。 焓湿图的作用有：简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。 湿空气的状态参数中，t，B，d为独立变量，其他为演变参数。 常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图，i为纵坐标，d为横坐标，坐标夹角大于135度。 在一定的大气压力下，在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上，绘制出等
空气的物理性质 ．温度 温度是描述空气冷热程度的物理量，主要有三种标定方法：摄氏温标、华氏温标和绝对温标（又称热力学温标或开氏温标）。 2．压力 空气的压力就是当地的大气压，用符号p表示。常用单位有国际单位帕（Pa）；工程单位kfg/cm2；液柱高单位毫米汞柱高和毫米水柱高。 3．湿度 空气湿度是指空气中含水蒸气量的多少，有以下几种表示方法： （1）绝对湿度。即每平方米空气中含有水蒸气的质量，用符号γZ表示,单位为kg/m3。如果在某一温度下，空气中水蒸气的含量达到了最大值，此时的绝对湿度称为饱和空气的绝对湿度，用γB表示。 （2）相对湿度。为了能准确说明空气中的干湿程度，在空调中采用了相对湿度这个参数，它是空气的绝对湿度γZ与同温度下饱和空气的绝对湿度γB的比值，用符号φ表示。4．比焓 空气的焓值是指空气中含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓，工程上简称焓。因此，空气的比焓是指1kg干空气的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和，用符号h表示，单位是kj/kg。 5．密度和比容 空气的密度是指每立方米空气中干空气的质量与水蒸气的质量之和，用ρ表示，单位为kg/m3。 空气的比容是指单位质量的空气所占有的容积，用符号ν表示，单位为m3/kg。因此空气的密度与比容互为倒数关系。 湿空气是水蒸汽和干空气的混合物。完全不含水蒸汽的空气称为干空气，干空气本身是氮、氧及少量其它气体的混合物，其成分比较稳定。大气中的空气或多或少都含有水蒸汽，因此人们在日常生活及工程上遇到的都是湿空气。随地理位置、季节、气候等条件影响，大气成分有些变动。通常认为干空气各组分的标准容积分数如下表： 在某些过程如干燥、空气调节等问题中，空气中的水蒸汽起着特殊作用，所以我们必须研究气体和蒸汽的混合物的热力性质，特别是干空气和水蒸汽的混合物—湿空气的热力性质。
干空气的物理性质 温度t/℃密度ρ/kg·m-3 比定压热容cp/kJ·kg-1·K-1 导热系数λ/10-2W·m-1·K-1 粘度μ/10-5Pa·s 普兰德数Pr -50 1.584 1.013 2.035 1.46 0.728 -40 1.515 1.013 2.117 1.52 0.728 -30 1.453 1.013 2.198 1.57 0.723 -20 1.395 1.009 2.279 1.62 0.716 -10 1.342 1.009 2.360 1.67 0.712 0 1.293 1.009 2.442 1.72 0.707 10 1.247 1.009 2.512 1.76 0.705 20 1.205 1.013 2.593 1.81 0.703 30 1.165 1.013 2.675 1.86 0.701 40 1.128 1.013 2.756 1.91 0.699 50 1.093 1.017 2.826 1.96 0.698 60 1.060 1.017 2.896 2.01 0.696 70 1.029 1.017 2.966 2.06 0.694 80 1.000 1.022 3.047 2.11 0.692 90 0.972 1.022 3.128 2.15 0.690 100 0.946 1.022 3.210 2.19 0.688 120 0.898 1.026 3.338 2.28 0.686 140 0.854 1.026 3.489 2.37 0.684 160 0.815 1.026 3.640 2.45 0.682
干空气的物理性质 温度t/℃\x09密度ρ/kg·m-3 比定压热容cp/kJ·kg-1·K-1\x09导热系数λ/10-2W·m-1·K-1\x09 粘度μ/10-5Pa·s\x09普兰德数Pr 质量的物质，在温度升高时，所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比，称做这种物质的比热容(比热)，用符号c表示。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文或焦耳每千克每摄氏度。 J是指焦耳，K是指热力学温标，即令1千克的物质的温度上升（或下降）1开尔文所需的能量。 根据此定理，便可得出以下公式：Q为吸收（或放出）的热量；m 是物体的质量，ΔT是吸热（或放热）后温度的变化量，初中的教材里把ΔT写成Δt，其实这是不规范的（我们生活中常用℃作为温度的单位，很少用K，而且ΔT=Δt，因此中学阶段都用Δt，但国际或更高等的科学领域仍用ΔT）。 物质的比热容与所进行的过程有关。 在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种。 定压比热容Cp：是单位质量的物质在压力不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。 定容比热容Cv：是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的能量。
饱和状态比热容：是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量。 比热容是指没有相变化和化学变化时，一定量均相物质温度升高1K所需的热量。 利用比热容的概念可以类推出表示1mol物质升高1K所需的热量的摩尔热容。与比热相关的热量计算公式：Q=cmΔT 即Q吸（放）=cm(T初-T末）其中c为比热，m为质量，Q为能量热量。吸热时为Q=cmΔT升（用实际升高温度减物体初
第8章 湿 空 气 本章基本要求 理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。 熟练使用湿空气的焓湿图。 掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。 湿空气性质 一、湿空气成分及压力 湿空气=干空气+水蒸汽 v a p p p B +== 二、饱和空气与未饱和空气 未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽 注意：由未饱和空气到饱和空气的途径： 1．等压降温 2．等温加压 露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。 三、湿空气的分子量及气体常数 B p M r M r M v v v a a 95 .1097.28-=+= B p R v 378 .01287-= 结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大
四、绝对湿度和相对湿度 绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。 相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值， s v ρρφ= 相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。 思考：在某温度t 下，φ值小，表示空气如何，吸湿能力如何； φ 值大，示空气如何，吸湿能力如何。 相对湿度的范围：0<φ<1。 应用理想气体状态方程 ，相对湿度又可表示为 s v p p =φ 五、含温量(比湿度) 由于湿空气中只有干空气的质量不会随湿空气的温度和湿度而改变。定义： 含湿量(或称比湿度)：在含有1kg 干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。 V v P B p d -=622 g/kg(a) 六、焓 定义：1kg 干空气的焓和水蒸汽的焓的总和 v a dh h h 001.0+= 代入：)85.12501(001.001.1t d t h ++= g/kg(a) 七、湿球温度 用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分： 1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图 §1.1湿空气的物理性质 空气调节的任务：创造一个适合不同要求的空气环境，湿空气是空调的基本工质，也是构成环境的主体。空气调节的结构就是讲空气前后的状态发生一定的改变，这必定首先要了解其物理性质。 一、基本概念 （一）湿空气的组成 湿空气＝干空气+水蒸气 湿空气：平时人们常说的空气。 ⑴干空气：N2、O2、CO2和其他惰性气体。除了CO2外，其他气体 的含量是非常稳定的，但CO2的含量非常小，他的含 量变化对干空气的性质影响可以忽略。所以允许将干 空气作为一个整体考虑。 ⑵水蒸气：来源于地球上的海洋、湖泊表面水分蒸发，随着气候 地区条件而变化。压力很低，一般只有几百Pa，水蒸 气量很少，但他的变化却能引起干、湿度的变化，对 人体的舒适感，产品质量，工艺过程、设备维护等有 直接影响。 （二）理想气体状态方程 它是用来描述理想气体状态（P、V、T）变化规律的方程。 干空气：常温常压下的气体一般均可看作理想气体；
理想气体：假定该气体分子是不占有空间的质点，分子 间没有相互作用力。 水蒸汽：分压力低，含量少，比容很大，且处于过热， 亦可看作理想气体。 （水蒸气只有在特定条件下,如在压力很低、密度很小并远离饱和线的过热状态下,才接近于理想气体;而在其它大部分过热状态或饱和状态下,都不能应用理想气体的状态方程式。） ∴ 湿空气遵循理想气体状态方程 mRT PV =或RT P =υ （1） 即：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的 比值是常数。M M R R 8314 0== 0R :通用气体常数，M ：气体分子量 （2） T R m V P g g g = 或 T R P g g =υ k kg J R g ?=/287（气体常数） （3） T R m V P q q q =或T R P q q =υ k kg J R q ?=/461 （4） （三）道尔顿分压定律 混合气体的压力＝各组成成分的分压力之和 湿空气压力B ＝干空气压力g P +水蒸气分压力q P （5）
第二节 空气的物理性质、气体状态方程及流动规律 一、空气的组成成份及空气的物理性质 1.空气的组成成份 大气中的空气主要是由氮、氧、氩、二氧化碳，水蒸气以及其它一些气体等若干种气体混合组成的。含有水蒸气的空气为湿空气。大气中的空气基本上都是湿空气。而把不含有水蒸气的空气称为干空气。在距地面20 km 以内，空气组成几乎相同。在基准状态（0℃，绝对压力为101325 Pa ，相对湿度为0）下地面附近的干空气的组成见表11－1。 空气中氮气所占比例最大，由于氮气的化学性质不活泼，具有稳定性，不会自燃， 所以空气作为工作介质可以用 在易燃、易爆场所。 2.空气的密度 单位体积空气的质量，称为空气的密度ρ（kg/m 3），其公式为 ρ ＝m / V （11－1） 式中 ρ — 空气密度； m — 空气的质量（kg ）； V — 空气的体积（m 3 ）。 气体密度与气体压力和温度有关，压力增加，密度增加，而温度上升，密度减少。在基准状态下，干空气的密度为 1.293 kg/m 3，在温度 t （℃）、压力（MPa ）下的干空气的密度 可用下式计算 （11－2） 式中 ρ0 — 基准状态下的干空气密度； p — 绝对压力（MPa ）； ρ — 干空气的密度； t — 温度（℃），其中（273＋t ）为绝对温度（K ）。 对于湿空气的密度可用下式计算 （11－3） 式中 ρ' — 湿空气的密度； p — 湿空气的全压力（MPa ）； φ — 空气的相对湿度（％）； p b — 温度为t ℃时饱和空气中水蒸气的分压力（MPa ）。 3.空气的粘性 空气在流动过程中产生的内摩擦阻力的性质叫做空气的粘性，用粘度表示其大小。空气的粘度受压力的影响很小，一般可忽略不计。随温度的升高，空气分子热运动加剧，因此，空气的粘度随温度的升高而略有增加。粘度随温度的变化关系见表11－2。 气体与液体和固体相比具有明显的压缩性和膨胀性。空气的体积较易随压力和温度的变化而变化。例如，对于大气压下的气体等温压缩，压力增大0.1 MPa ，体积减小一半。而将油的压力增大18 MPa ，其体积仅缩小1%。在压力不变、温度变化 1℃时，气体体积变化约1/273，而水的体积只改变1/20000，空气体积变化的能力是水的73倍。气体体积在外界作用下容易产生变化，气体的可压缩性导致气压传动系统刚度差，定位精度低。 气体体积随温度和压力的变化规律遵循气体状态方程。 5.空气的湿度
干空气物性特性参数 t ℃T K T K ρ Kg/m3 Cp KJ/Kg. ℃ 102λ W/m.℃ 106μ Pa.s Pr 0 273.15 1.293 1.005 2.44 17.2 0.707 1 274.15 1.2884 1.005 2.447 17.24 0.7068 2 275.15 1.2838 1.005 2.454 17.28 0.7066 3 276.15 1.2792 1.005 2.461 17.32 0.7064 4 277.1 5 1.274 6 1.005 2.468 17.36 0.7062 5 278.15 1.27 1.005 2.475 17.4 0.706 6 279.15 1.2654 1.005 2.482 17.44 0.7058 7 280.15 1.2608 1.005 2.489 17.48 0.7056 8 281.15 1.2562 1.005 2.496 17.52 0.7054 9 282.15 1.2516 1.005 2.503 17.56 0.7052 10 283.15 1.247 1.005 2.51 17.6 0.705 11 284.15 1.2428 1.005 2.518 17.65 0.7048 12 285.15 1.2386 1.005 2.526 17.7 0.7046 13 286.15 1.2344 1.005 2.534 17.75 0.7044 14 287.15 1.2302 1.005 2.542 17.8 0.7042 15 288.15 1.226 1.005 2.55 17.85 0.704 16 289.15 1.2218 1.005 2.558 17.9 0.7038 17 290.15 1.2176 1.005 2.566 17.95 0.7036 18 291.15 1.2134 1.005 2.574 18 0.7034 19 292.15 1.2092 1.005 2.582 18.05 0.7032 20 293.15 1.205 1.005 2.59 18.1 0.703 21 294.15 1.201 1.005 2.598 18.15 0.7028 22 295.15 1.197 1.005 2.606 18.2 0.7026 23 296.15 1.193 1.005 2.614 18.25 0.7024 24 297.15 1.189 1.005 2.622 18.3 0.7022 25 298.15 1.185 1.005 2.63 18.35 0.702 26 299.15 1.181 1.005 2.638 18.4 0.7018 27 300.15 1.177 1.005 2.646 18.45 0.7016 28 301.15 1.173 1.005 2.654 18.5 0.7014 29 302.15 1.169 1.005 2.662 18.55 0.7012 30 303.15 1.165 1.005 2.67 18.6 0.701 31 304.15 1.1613 1.005 2.679 18.65 0.7008 32 305.15 1.1576 1.005 2.688 18.7 0.7006 33 306.15 1.1539 1.005 2.697 18.75 0.7004 34 307.15 1.1502 1.005 2.706 18.8 0.7002 35 308.15 1.1465 1.005 2.715 18.85 0.7 36 309.15 1.1428 1.005 2.724 18.9 0.6998 37 310.15 1.1391 1.005 2.733 18.95 0.6996