13湿空气

《空气调节》课程知识要点1．含湿量：湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比作为湿空气含湿量，即取对应1kg干空气的湿空气所含有的水蒸气量。

2．相对湿度：湿空气的水蒸气压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比。

表征湿空空接近饱和含量的程度。

3．热湿比：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。

4．湿球温度：湿球温度是在定压绝热条件下，空气和水直线接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称之为热力学湿球温度。

5．露点温度：在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。

6．机器露点温度：在空气调节技术中，当空气经过冷却器或喷淋室等机器处理后，所能达到的其最大含湿量（一般相对湿度为90%—95%）时所对应的温度。

7．冷负荷：在某一时刻为保持房间内恒温衡湿，需向房间内供应的冷量称之为冷负荷。

8．得热量：在室内外热湿扰量的作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量称之为在该时刻的得热量。

9．室外空气综合温度：所谓综合温度是相当于室外气温由原来的tw值增加了一个太阳辐射的等效温度值。

10．除热量：当空调系统间歇使用时，室温有一定的波动，引起围护结构额外的蓄热和放热，结果使得空调设备要自室内多取走一些热量。

这种在非稳定工况下空调设备自室内带走的热量称为除热量。

11．湿空气是指干空气和水蒸气的混合气体。

12．湿空气的状态通常可以用压力、温度、相对湿度、含湿量及焓等参数来度量和描述。

13．湿空气中含水蒸气的分压力大小，是衡量湿空气干燥与潮湿程度的基本指标。

14．湿度分为绝对湿度与相对湿度。

15．室外气象参数的变化会引起空调系统混合状态点的变化和围护结构负荷的变化。

16．窗玻璃的遮挡系数是指实际窗玻璃与标准玻璃日射得热量之比。

17．喷水室的设计计算的双效率法要求：（1）喷淋室实际所能达到的效率满足空气处理过程需要的两个效率；（2）水吸收的热量等于空气放出的热量。

18．空调中的瞬变负荷一般是指由于人员、灯光、太阳辐射等传热引起的冷负荷。

pws 1.817 H w = 0.622 = 0.622 × = 0.011kg/kg pt − pws 101.3 − 1.817 α 而 (t 0 − t w ) k H A( H w − H )rw = αA(t − t w ) ⇒ H 0 = H w − k H rw 1.09 故 (20 − 16 ) = 0.00922kg/kg H 0 = 0.011 − 2455.5 ②出口空气的湿含量H2
55 37.40 0.928 0.395 0.047 0.055
60 47.01 1.373 0.479 0.040 0.049
70 72.31 3.956 0.880 020°C t as = 20°C
H , kg/kg H , kg/kg
D 35 = D 25 ( p 1 / p 2 ) × (T 2 / T1 )
1 . 75
= 0 . 143 × 10 − 4 m 2 /s
0.567
，空气的运动粘度为
α υ = 15.53 × 10 − 6 m 2 /s ，故有： / k H = 1.223(υ / D A )
= 1.325 ，又汽化潜热随温
空气 − 乙醇系统的 t - H 数据表
t ,°C ps , kPa
0 1.63 0.026 0.013 0.126 0.124
10 3.15 0.051 0.025 0.111 0.110
20 5.85 0.097 0.047 0.097 0.097
25 7.86 0.133 0.064 0.090 0.091
= (1.01 + 1.88 × 0.048) × 90 + 2492 × 0.048
查90℃时水的饱和蒸汽压值： p s = 525.8mmHg = 70.08kPa

第十章 湿空气第一节 概述湿空气是指含有水蒸气的空气,完全不含水蒸气的空气称为干空气。

干空气的组元和成分通常是一定的，可以当做一种“单一气体”。

自然界中江河湖海里的水要蒸发汽化，因此大气中总是含有一些水蒸气。

一般情况下，大气中水蒸气的含量及变化都较小，可近似作为干空气来计算。

但某些场合如烘干装置、采暖通风、室内调温调湿以及冷却塔等设备中用作工质的湿空气，其水蒸气含量的多少具有特殊作用，因此有必要对湿空气的热力性质、参数的确定、湿空气的工程应用计算等作专门研究。

湿空气是干空气和水蒸气的混合物。

烘干、采暖、空调、冷却塔等工程中通常都是采用环境大气，其水蒸气的分压力很低(0.003～0.004MPa)，一般处于过热状态，因此大气中的水蒸气可作为理想气体计算。

湿空气是理想气体混合物，本书第三章已介绍的理想气体遵循的规律及理想气体混合物的计算公式都可应用。

此外，在湿空气分析计算中做如下两点假设：(1)湿空气中水蒸气凝聚成的液相水或固相冰中,不含有空气；(2)空气的存在不影响水蒸气与凝聚相的相平衡，相平衡温度为水蒸气分压力所对应的饱和温度。

为了描述方便，分别以下标“a ”、“v ”、“s ”表示干空气、水蒸气和饱和水蒸气的参数，而无下标时则为湿空气参数。

一、未饱和空气和饱和空气根据理想气体的分压力定律，湿空气总压力等于干空气分压力p a 和水蒸气分压力p v 之和，即p=p a +p v 。

如果湿空气来自环境大气，其压力即为大气压力p b ，这时V a b p p p += (10-1)湿空气中的水蒸气，由于其含量不同(表现为分压力的高低)以及温度不同，或者处于过热状态，或者处于饱和状态，因而湿空气有未饱和与饱和之分。

干空气和过热水蒸气组成的是未饱和湿空气。

温度为t 的湿空气，当水蒸气的分压力p v 低于对应于t 的饱和压力p s 时，水蒸气处于过热状态，如图10-1中点A 所示。

这时，水蒸气的密度ρv 小于饱和蒸汽的密度()[]t f =′′ρ，即图10-1 湿空气中水蒸气状态的p-v 图和T-s 图如果湿空气保持温度不变，而水蒸气含量增加，则水蒸气的分压力增大，其状态点将沿着定温线向左上方(p-v 图上)，或水平向左(T-s 图上)变化。

湿空气的性质在干燥操作中，不饱和湿空气既是载热体又是载湿体，因而可通过空气的状态变化来了解干燥过程的传热、传质特性，为此，应首先了解湿空气的性质。

干燥过程中湿空气中的水分含量是不断变化的，但绝干空气量不变，故湿空气的各性质参数均以1kg 绝干空气作为基准。

1、湿度Ｈ湿度又称湿含量，为湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比，以H表示，单位为kg水汽/kg绝干气，（5-1）式中:M——摩尔质量，kg/kmol；Y——湿空气中水汽与绝干气的摩尔比。

（下标v表示水蒸汽、g表示绝干空气。

）常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律，由式5-1可得(5-2)式中p——水汽的分压，Pa或kPa;P——总压，Pa或kPa。

当湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽压时，空气达到饱和,相应的湿度称为饱和湿度，以Hs表示，(5-3)式中ps——空气温度下纯水的饱和蒸汽压，Pa或kPa。

显然，湿空气的饱和湿度是温度与总压的函数，而湿度仅与水汽的摩尔比有关。

2、相对湿度Φ在一定总压下，湿空气中水汽分压p与同温度水的饱和蒸汽压ps的百分比称为相对湿度百分数，简称相对湿度，以Φ表示，(5-4)相对湿度代表空气的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质；而湿度是湿空气含水量的绝对值，由湿度不能判别湿空气能否作为干燥介质。

当p=ps时，j=1，表示湿空气被水汽所饱和，称为饱和空气，饱和空气不能再吸收水分，因此不能作为干燥介质。

当p=0时，Φ=0，表示湿空气中不含水分，为绝干空气，这时的空气具有最大的吸湿能力。

将式5-4代人式5-2，可得H与Φ的关系式为，(5-5)3、比容v H含1kg绝干气的湿空气之体积称为湿空气的比容，又称为湿容积，以v H表示，单位为m3湿空气/kg 绝干气。

若湿空气视为理想气体，则有，v H =1kg绝干气的体积+H kg水汽的体积（5-6）式中t ——温度，℃。

一定总压下，湿容积是温度和湿度的函数。