第三讲 湿空气的I-d图..
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湿空气各参数常用计算公式湿空气各状态参数之间有一些基本的关系式,有这些关系式绘制出了i----d图,利用i----d图就可以确定湿空气的各种状态参数及描述空气状态变化的过程。
查图的方法虽然有它一定的优越性,但并不能解释所有问题,而且误差也比较大。
为了满足空调系统和设备进行数学模拟的需要,必须根据湿空气各状态之间的关系式编制出计算程序。
湿空气各参数关系式如下:✍ T=273.15+t②当t=-100℃~0℃时ln(Pq,b)=C1/T+C2+C3T+C4T2+C5T3+C6T4+C7ln(T)式中:C1=-5674.5359C2=6.3925247 C3=-0.9677843*10-2 C4=0.62215701*10-6 C5=0.20747825*10-8C6=0.9484024*10-12 C7=4.1635019当t=0℃~200℃时ln(Pq,b)=C8/T+C9+C10T+C11T2+C12T3+C13ln(T)式中:C8=-5800.2206C11=0.41764768*10-4C9=0.139144993C12=-0.14452093*10-7C10=-0.04860239C8=6.5459673其中Pq,b——饱和水蒸汽分压力Pq,b——水蒸气的分压力B——大气压力Pq,b、Pq、B单位为pa③相对湿度计算RH(%)= Pq/Pq,b④含湿量计算d=0.622Pq/B-Pq,b kg/kg干空气或d=622Pq/B-Pq, bg/kg干空气⑤焓值计算i=1.01t+0.001d(2501+1.84t)kj/kg干空气⑥露点温度计算t l=0℃~65℃时t l=8.22+12.4lnPq+1.9(lnPq)2 ℃式中Pq单位为kpa⑦湿空气密度计算ρ=0.00348*B/T-0.00132Pq/T kg/m3⑧湿空气比容计算ν1=1/ρ。
二、湿空气的焓湿图(I-H图)及其应用1.I-H图的构成图10-3是在总压力p=100kPa下,绘制的I-H图。
此图纵轴表示湿空气的焓值I,横轴表示湿空气的湿度H。
图中共有五种线,分述如下。
(1)等焓(I)线平衡于横轴(斜轴)的一系列线,每条直线上任何点都具有相同的焓值。
(2)等湿度(H)线为一系列平行于纵轴的垂直线,每条线上任何一点都具有相同的湿含量。
(3)等干球温度(t)线即等温线将式(10-12)写成H01.1+=.1(+ttI)249088当t为定值,I与H成直线关系。
任意规定t值,按此式计算I与H的对应关系,标绘在图上,即为一条等温线。
同一条直线上的每一点具有相同的温度数值。
因直线斜率(1.88t+2490)随温度t的升高而增大,所以等温线互不平行。
(4)等相对湿度(ϕ)线由式(10-4)、式(10-6)可得:饱饱p p p H ϕϕ-=622.0等相对湿度(ϕ)线就是用上式绘制的一组曲线。
ϕ=100%时称为饱和空气线,此时的空气被水汽所饱和。
(5)水蒸汽分压(水p )线由式(10-4)可得 H pH p +=622.0水它是在总压p =101.325kPa 时,空气中水汽分压水p 与湿度H 之间的关系曲线。
2.I-H 图的应用利用I-H 图可方便的确定湿空气的性质。
首先,须确定湿空气的状态点,然后由I-H 图中读出各项参数。
假设已知湿空气的状态点A 的位置,如图10-4所示。
可直接读出通过A 点的四条参数线的数值。
可由H 值读出与其相关的参数水p 、露t 的数值,由I 值读出与其相关的参数湿t ≈绝t 的数值。
通常根据下述条件之一来确定湿空气的状态点,已知条件是:(1)湿空气的温度t 和湿球温度湿t ,状态点的确定见图9-5(a )。
(2)湿空气的温度t 和露点温度露t ,状态点的确定见图9-5(b )。
(3)湿空气的温度t和相对湿度 ,状态点的确定见图9-5(c)。
【例题9-2】课堂练习:习题10-3小结:湿空气的性质及湿度图的应用。
湿空气和焓湿图湿空气概论:在空调系统设计中,无论是工业用的,如纺织车间,计算机房,还是民用的,如办公室,商场等,要处理的对象都是空气,因此,了解空气的性质和变化规律才能使空气的调节符合设计要求,为了方便设计计算,空调行业的前辈们绘制了焓湿图(Psychrometric Chart ),它是空调系统设计中一个重要的工具,为了更好地理解空气和焓湿图,先认识一下空气的特性。
在我们生活周围的空气在空调上的定义是:干空气和水蒸气的混合物,被称为湿空气:湿空气=干空气(g)+水蒸气(q)为了研究和计算的方便,假设我们周围的湿空气是理想气体:就是气体分子不占有空间的质点,分子间没有相互作用力。
而湿空气中的水蒸气是处于过热状态,而数量微少,分压力很低,比容很大。
因此理想气体状态方程式也适用于湿空气:而作为理想气体,有以下性质: p = pg + pq m=mg+mq ρ=ρg+ρq ‘i = ig + iqT = Tg = Tq, V = Vg = Vqp 、pg 、 pq —分别为湿空气,、干空气(g )、水蒸汽(q)压力,Pa ; m 、mg 、mq —分别为湿空气、干空气、水蒸汽的质量,Kg ; Rg 、 Rq —分别为干空气及水蒸汽的气体常数, Rg=287J/Kg·K ; Rq=461J/Kg·K ρ、ρg 、ρq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的密度,Kg/m3 ‘h 、hg 、hq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的焓 T 、Tg 、Tq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的温度 V 、Vg 、Vq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的体积湿空气是由干空气和水蒸汽组成,而干空气的成分变化一般不大,而且没有相变,因此比较容易处理,而水蒸汽会随环境的变化而变化,而且达到饱和状态时还会凝结出水分,因此处理比较复杂,而为了理解水蒸气对湿空气的影响,先了解下面几个概念: 大气压力(p/B )一般定义是:以北纬45度处海平面的全年平均气压为一个标准大气压力(或物理大气压),p/B=101325Pa ,要注意的是,随着海拔的升高,大气压力不断下降,这时用标准大气压力得出的相关参数就不能再使用了,因为随着压力的下降,湿空气的密度也随着下降,因此,相同容积的湿空气经过风机后全压也会下降,见下式,这时需换算出对应值:另外,大气压力是测试出来的,因此: 绝对压力=当地大气压力+工作压力(表压),这里如果不注明,都指的是绝对压力。
湿空气露点-温度计算焓湿图(i-d图)介绍:相对湿度:一定压力下,空气的水蒸气分压力与相同温度下的饱和水蒸气分压力之比。
φ=P qP q,b×100%φ——空气相对湿度;P q——空气的水蒸气分压力;P q,b——同一温度下的空气的饱和水蒸气分压力。
普通的焓湿图(i-d图)中,相对湿度线根据公式:d=0.622φP q,bB−φP q,b绘制,在一定的大气压B下,当相对湿度φ为常数时,含湿量d值取决于饱和水蒸气分压力P q,b,而P q,b又是温度T的单值函数,因而只需要确定相对湿度φ和空气温度T,即可确定该点的露点温度。
露点温度具体计算步骤如下:1.确定空气温度T1及相对湿度φ1;2.通过查表1得到空气温度T1下的含湿量或者饱和水蒸气分压力P q,b1;3.通过公式:d=0.622φ1P q,b1B−φ1P q,b1= 0.622100%×P q,b2B−100%×P q,b2,求得水蒸气分压力P q,b2;4.通过查表1得到饱和水蒸气分压力P q,b2对应的空气温度T2,该温度T2就是空气温度T1以及相对湿度φ1下的空气露点温度。
举例说明:标准大气压下,空气温度60℃,相对湿度50%时,求露点温度T2。
1.根据空气温度60℃查得水蒸气分压力P q,b1=19930Pa,含湿量为154.82g/kg;2.根据公式0.622φ1P q,b1B−φ1P q,b1= 0.622100%×P q,b2B−100%×P q,b2,求得P q,b2=9965Pa;3.通过查表1,空气的饱和水蒸气分压力P q,b2=9965Pa对应的饱和温度大约是:T2=46℃,因而求得露点温度为46℃。
表1。