如何理解焓湿图修订稿
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⼀篇⽂章:快速看懂焓湿图!空调的任务是对⼀定环境的空⽓的温度、湿度、⽓流速度及空⽓的洁净度进⾏调节。
空⽓既是需要利⽤空调技术对特定空间空⽓环境进⾏调节和控制的主体,⼜是空调⼯程中需要根据不同要求进⾏热湿处理的对象。
因此,全⾯、深⼊地了解空⽓的特性,熟悉反映空⽓状态的参数及相互间关系的线图,会熟练运⽤焓湿图是学习和掌握中央空调技术的重要基础。
空⽓的状态参数我们常说的空⽓是⼲空⽓和⽔蒸⽓的混合物。
空⽓中⽔蒸⽓含量的变化对空⽓的⼲燥和潮湿程度会产⽣重要影响,从⽽对⼈的舒适感及健康、产品产量和质量、⽣产⼯艺过程、设备状况、处理空⽓的能耗等都有极⼤的影响。
基于上述种种原因,平时可以忽略的空⽓中的⽔蒸⽓,在空调范畴⾥不仅不能忽略⽽且还要把它放在⾮常重要的地位来对待。
空⽓除了组成、性质、状态等定性的描述外,为便于对其进⾏处理和调控,还需要有对空⽓进⾏定量分析和描述的物理量,称为空⽓的状态参数。
状态参数通常是指识别某⼀个或某⼀类客观事物的数值特征或数量特征的度量。
可以说每⼀个客观的物体都有其特定的“状态参数”。
从空调的⽬的出发,主要从压⼒、温度、湿度和能量特性四个⽅⾯来描述空⽓的状态,所涉及的参数即为空⽓的状态参数。
温度:露点温度t L、⼲球温度t、湿球温度t S。
湿度:含湿量d、相对湿度φ。
压⼒:⼤⽓压⼒B、⽔蒸⽓分压⼒P q、饱和⽔蒸⽓分压⼒P q,b。
焓:h。
露点温度任⼀状态的未饱和空⽓,在保持所含⽔蒸⽓量不变的条件下,使其温度逐渐降低,当温度低于某⼀个临界温度时,空⽓中的⽔蒸⽓便开始凝结出来,这个临界温度就称为这个状态空⽓的露点温度。
露点温度通常⽤t L表⽰,单位为℃。
在含湿量不变时,空⽓温度下降,由未饱和状态变为饱和状态,此时空⽓的相对湿度φ= 1O0%。
在空调技术中,把空⽓降温⾄露点温度,达到除湿⼲燥空⽓的⽬的。
湿度在空调⼯程中,测量和调节空⽓的湿度是仅次于温度控制的重要任务,尤其是需要知道空⽓中⽔蒸⽓的含量有多少和某⼀状态空⽓吸收⽔蒸⽓的能⼒有多⼤时。
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。
如何看懂一张焓湿图1.首先要认识:什么是焓湿图在实际工作中,很少直接使用公式来计算空气状态参数,公式所代表的空气各个参数的内在关系,通常是以二维线算图(简称线算图)的形式来表示,将计算工作转化为查图工作,以方便工程应用。
线算图有多种形式,我国普遍采用的是以焓为纵坐标、含湿量为横坐标的焓湿图,也叫h-d图。
焓湿图最基本的应用是查找参数。
此外,焓湿图还可以用于判断空气的状态、表示空气的状态变化和处理过程等焓湿图看上去比较复杂,实际上只有5种线条①45°的等焓线②垂直的等含湿量线③近似水平的等温线④弧型的等相对湿度线⑤与等焓线几乎是平行的等湿球温度线(图1-1中未显示)图1-1 焓湿图简要说明图2.关于焓湿图要注意的几点饱和空气线即相对湿度为100%的等相对湿度线,见图1-2中最右下方的弧线。
1)这条弧线通常称为“饱和线”,其上每一点都是空气的饱和状态。
2)饱和空气的一个特点就是干球温度、湿球温度、露点温度完全相等。
3)大部分焓湿图中没有画出等湿球温度线。
4)因为等湿球温度线与等焓线基本平行,故工程上近似地用等焓线代替等湿球温度线,即过某一点的等湿球温度线就是过该点的等焓线。
5)焓湿图中也没有等露点温度线。
6)等含湿量线就是等露点温度线。
因为露点温度的定义已说明含湿量相同的状态点,露点温度均相同。
3.空气干球温度、湿球温度、露点温度、含湿量和相对湿度在焓湿图上的查找方法图1.2如图1.2,空气状态点为A,沿近似水平的等温线可直接在纵坐标上读出干球温度;沿垂直的等含湿量线可直接在横坐标上读出含湿量;沿弧型的等相对湿度线直接读出相对湿度;A点沿等含湿量线向下与饱和湿度线相交于B点,在B点沿等温线得到A点的露点温度;因为等焓线几乎与等湿球温度线平行的,所以在A点沿着45°的等焓线与饱和湿度线相交于C点,在C点沿等温线得到A点的湿球温度。
4. 焓湿图的应用对于空调专业人员来说,焓湿图是一个重要的工具,无论是工程设计、系统调试,还是运行管理,都需要用到焓湿图。
如何理解焓湿图
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
如何理解焓湿图
说说你对焓湿图的理解,简单的一个图包含很多东西。
能不能介绍一下,让一个人可以对这个东西有直观的了解。
比如你说冰,大部分人立刻会知道,凉。
能不能达到让人有这样的直观概念
定义
焓湿图:表示空气各参数之间关系的线图。
焓湿图就像一本字典,你可以根据拼音(某一参数)查字(空气其他参数)。
空气的部分参数
干球温度(℃):简称温度,就是平常用温度计量的温度。
含湿量(g/kg):湿空气中与一千克干空气同时并存的水蒸气的质量。
通常的空气中都有水蒸气,所以是湿的。
湿空气可以分为干空气和水蒸气。
相对湿度:相同温度下,空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
一立方干空气可以“喝”10g水,现在只“喝”了5g,那相对湿度就是50%。
焓(kj/kg):一千克的物质含多少千焦能量。
可简单理解为广义的内能,就是空气含多少能量。
热湿比:焓的变化(△h)和含湿量的变化(△d)的比值。
热量和含湿量两者的变化值的比值。
等值线
等温线:线上的温度相同。
它的平行线也都是等温线。
同样的温度,空气的含湿量越大,相对湿度和焓值越大。
(非水平)
等焓线:线上的焓值相同。
它的平行线也都是等焓线。
同样的焓值,空气温度上升,含湿量在下降。
等湿度线:线上的湿度相同。
它的平行线也都是等湿度线。
同样的含湿量,空气温度越低,焓值(能量)越低。
等相对湿度线:线上的相对湿度相同。
它的平行线也都是等相对湿度线。
同样的相对湿度,空气温度越高,焓值(能量)越高。
【小应用】
露点温度:空气中的水蒸气变为露珠时候的温度。
图2中A点的温度35℃,相对湿度100%、焓值130kj/kg,含湿量kg。
这时如果温度下降到30℃,含湿量和气压不变。
A点就到了B点(虚拟点)的状态。
这时的相对湿度大于100%,多余的水就会从气态凝结成水珠,直到相对湿度小于或等于100%。
到这里你应该能够看懂焓湿图了,下面来再试牛刀。
【大应用】
举例说明:冬夏空调使用和焓湿图对应变化。
A点:正常夏天没有开空调的房间,温度:30℃,相对湿度:60%,含湿量:kg。
A → C(夏天家用空调降温线)
含湿量变小:房间中人和物“吐”出的水蒸气<空调外机排水
焓值减少:房中人和物散发的热量<空调的制冷量
如果房间太大或开着窗,上面可能就是大于,房间就冷不起来。
温度降低:焓值减少就是空气能量少了,温度也就低了。
相对湿度升高:温度越低空气“喝”水的欲望就越低。
A点,空气能“喝”3g水,空气肚里水,相对湿度50%。
B点,降温后只能“喝”1g了,排水管再排出,还剩,相对湿度70%。
因为空气“喝”水欲望低,所以夏天开空调一般不会太干燥。
B → D (冬天家用空调升温线)
焓值增加:房间散失的热量<空调增加的热量
如果房间太大或开着窗,上面可能就是大于,房间就热不起来。
温度升高:空气被加热了,能量增加,焓值变大。
含湿量增加:温度增高,空气“喝”水欲望更高,不断从空气中吸收水分。
相对湿度减小:不断从空气中“喝”水,依然满足不了随温度变高而大大增加的“喝”水欲望,空气依然很“渴”。
数字举例可以看成是B到A的过程。
因为空气不断“喝”水,所以冬天开空调会很干燥。
可以在房间放一盆水,让空气“喝”盆里蒸发的水,而不是我们皮肤的水。
此处应该有广告:《》^_^
延伸知识点
湿球温度
相对干球温度而言的。
通俗讲,湿球温度就是当前环境仅通过蒸发水分所能达到的最低温度。
求焓公式
热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量。
体系中热力学能再附加上PV这部分能量的一种能量。
H=U+PV H代表焓,U代表内能,P代表压力,V代表体积。
绝对湿度
在标准状态下,每立方米湿空气中所含水蒸气的质量,即水蒸气密度,单位为g/m3 。
显热潜热
显热:物体不发生化学变化或相变化时,温度升高或降低所需要的热称为显热。
50℃的水变成90℃的水吸收的热量就是显热。
潜热:指物质在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。
100℃的水变成100℃的水蒸气吸收的热量就是潜热。
注意小点
1、饱和空线即相对湿度为100%的等相对湿度线。
特点:干球温度、湿球温度、露点温度相等。
2、等湿球温度线与等焓线基本平行,故工程上近似地用等焓线代替等湿球温度线。
3、等含湿量线就是等露点温度线。
因为露点温度的定义已说明含湿量相同的状态点,露点温度均相同。
空气干球温度、湿球温度和露点温度在焓湿图上的查找方法
空调机组中各功能在焓湿图中的体现(图:网络)
附加题 ^_^
已知条件:
1、假设已知一个空气状态点A,A点的干球温度20℃,相对湿度60%。
2、当这个空气吸收了Q=10000KJ/h的热量和W=2kg/h的湿量。
因此空气发生了变化,变成了状态点B。
3、变化后的焓值是59kJ/kg。
平行线解法:
1、在焓湿图上找到空气初始点A
2、热湿比ε=Q÷W = 10000Kj/h÷2Kg/h=5000,并通过A点画一条与湿热比为5000线平行的线L。
3、找出焓值为59kJ/kg的等焓线,与L线的交点即是B点。
要点:热湿比线一定是空气的起始状态点A点到空气处理后的状态点B点的连线。
END
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244 条评论
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收藏感谢收起
楼宇自控工程师
3 人赞同了该回答
个人认为最直观的应该就是根据对应的温度和相对湿度确定当前湿空气的焓值和含湿量吧。
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收藏感谢
制冷百家微信公众号
1 人赞同了该回答
焓湿图其实很好理解的,
多看看几个公式;然后利用你会的东西
比如Excel;比如Labview等;
模拟出来就可以了,图形菜式最直观的
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收藏感谢
自由主义者,愿做暖通领域最牛的程序猿。
声明:利益相关
有个在线版的焓湿图,推荐大家直接访问该网页,所有的状态线能够根据鼠标点的移动而变化,非常有助于从本质了解焓湿图。
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理解焓湿图要从基础的物理公式开始,可以找个焓湿图,在焓湿图上将具体工程遇到的空气处理过程画出来,很快就能力理解一些具体的参数之间的关系。
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文学
焓湿图本质上是个矢量图,你会发现任何空气处理过程都符合力学的合成定律,比如典型的一次回风空气处理过程(无风机与管道温升):
室外空气状态点----W
室内空气状态点----N
混合状态点----C
送风状态点----S
其实真实的空气处理过程是下图;
室内外混合后的C点空气先经过等湿降温至1点,再通过降温除湿过程至2点、3点,最终达到S点,你会发现矢量CS是由矢量C1与矢量1S合成的。
所以你只要明白了焓湿图的矢量本质,任何空气处理过程都会变得简单了。