湿空气性质及焓湿图详解

空气中的水蒸气被吸湿剂吸附，含湿量降低，吸附时放出的 凝聚热又重新返回空气中，故吸附前后可近似认为空气的焓 值不变。 该过程为A→D，其ε= 0
D
A Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
(6) 湿空气的等温加湿过程(喷蒸气处理过程) 利用干式蒸气加湿器或电加湿器，将水蒸气直接喷入被
度低于湿空气的干球温度而又高于其露点温度时，即发生这 一过程。 该过程中含湿量不变，温度降低，在h-d图上可表示 为A→C，其ε= -∞
A
C
Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
(3) 湿空气的减湿冷却过程（空气冷却器） 使空气和低于其露点温度的表面接触时，则部分水蒸气将
会在冷表面凝结，达到冷却减湿的目的（即冷却干燥） 该过 程为在h-d图上可表示为A→G。
N2 干空气
O2
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
其它微量气体
水蒸气
含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想 气体。
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1、1 湿空气的物理性质
二、 湿空气的基本状态参数
湿空气的基本状态参数是表征湿空气性质的物理量，主要包括：
A
G
Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
(4) 湿空气的等焓加湿过程(绝热加湿) 利用循环水喷淋空气时，空气与水长时间接触，水及其表
面的饱和空气层的温度即等于该湿空气的湿球温度。 该过程为A→E，其ε= 0 A
E Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
(5) 湿空气的等焓减湿过程 利用固体吸湿剂（硅胶、分子筛、氯化钙等）处理空气时，
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1、1 湿空气的物理性质
5、相对湿度Φ
基本定义：指空气中的水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气 分压力之比。
即： Φ=Pq/Pqb 。
物理意义
➢Φ表示空气接近饱和的程度。Φ值小，说明空气干燥，远离
饱和状态，吸收水蒸气的能力强；Φ值大，则说明空气潮湿， 接近饱和状态，吸收水蒸气的能力弱。Φ=100%为饱和空 气， Φ=0则为干空气。
➢ 干湿球温度差它的大小与被测空气的相对湿度有关，空气越干燥
（Φ值越小），纱布上的水分蒸发越快，需要吸收的热量越多，湿 球温度下降越多，干湿球温差越大；反之，干湿球温差越小。
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1、2 湿空气的含湿图
➢ 干湿球温度在h-d图上的表示
当湿球纱布的水温达到空气的湿球温度时，湿球表面的饱和 空气层与周围空气之间的总换热量为零，因此可认为周围空气由 不饱和状态变为湿球表面的饱和空气状态这一变化过程，可近似 认为是等焓过程。
它状态参数。
PqA
dA
Φ=65%
1
t=22℃
Φ=100%
ts t1
h
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1、2 湿空气的含湿图
2、表示湿空气状态的变化过程
空 调 系 统 典 型 湿 空 气 处 理 过 程
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冷冻水回
冷冻水供 回风
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1、2 湿空气的含湿图
空调系统典型湿空气状态的变化过程 (1) 湿空气的加热过程（空气加热器）
实际计算中，在标况下，可近似取ρ=1.2Kg/m3
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1、1 湿空气的物理性质
4、含湿量d
基本定义：指1Kg干空气所含有的水蒸气质量，单位为 Kg/Kg·干空气或g/Kg·干空气。
即： d=mq/mg 式中 mq、mg — 分别为水蒸气和干空气的质量，Kg。
➢ 含湿量可以确切地表示空气中实际含有的水蒸气量的多少。 ➢ 空调中常用含湿量的变化来表示空气被加湿或减湿的程度。
1、2 湿空气的含湿图
➢ 热湿比线的应用
在h-d图的右下方有以任意点为中心画出的不同数值 的ε线。 实际应用时，利用推平行线的方法，通过已知初状态点，作一条平行于给 定ε值的线，就可画出该空气状态变化的过程线。
若已知终了状态的任一参数值，就可在h-d 图上确定其终了状态点。
d1
d2
1 h1
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能够在h-d图上确定湿空气状态的参数。 在B一定的条件下，在h , d , t , Φ中，已知任意两个参数，则 湿空气状态就确定了，亦即在h-d图上有一确定的点，其余参数均 可由此点查出，因此，将这些参数称为独立参数。
但d与Pq不能确定一个空气状态点，故d 与Pq只能有一 个作为独立参数。?
注意： 湿空气状态的参数也可由计算程序计算。
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1、2 湿空气的含湿图
➢热湿比ε
又称为角系数，为湿空气的焓 变化与含湿量变化之比，即：
ε=△h/△d=Q/W 若在h-d图上有1、2两状态点， 则由1至2的热湿比为 ε=（h2-h1）/(d2-d1)
ε的大小及正负表示了湿空气状 态变化过程的方向和特征。
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利用热水、蒸汽、燃气、电阻丝、电热管等热源，通过热表面加热湿空气， 空气不与热媒直接接触，因此，处理过程中空气中的含湿量不变，而温度会升高。 该过程A→B, 其ε= +∞
B
A
Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
(2) 湿空气的干式冷却过程（空气冷却器） 利用冷水或其他冷媒通过冷表面冷却湿空气，当冷表面温
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1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系
将理想气状态方程：PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
蒸气的能力。我们周围的大气通常都是未饱和空气。
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1、1 湿空气的物理性质
2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。
➢ 湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； ➢ 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大，
因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要的 参数。
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1、1 湿空气的物理性质
➢ 相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即： Φ≈d/db
➢ 相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
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1、1 湿空气的物理性质
6、比焓h
基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ：
其分压力也越大；
➢在一定温度条件下，一定量的空气中能够容纳水蒸气的数量是有限度的。湿空
气的温度越高，它允许的最大水蒸气含量也越大。当空气中水蒸气的含量超过最 大允许值时Pqb(t)，多余的水蒸气会以水珠形式析出，这就是结露现象，此时水蒸 气达到饱和状态，所对应的湿空气称为饱和湿空气。
➢由此可知，未饱和空气中，水蒸气含量没有达到最大允许值，它还具有吸收水
h2
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1、2 湿空气的含湿图
二、露点温度及湿球温度
1、露点温度tl 是湿空气的一个重要状态参数。
➢ 定义
某状态下的未饱和空气，在含湿量不变的情况下将其冷却到
饱和状态（ Φ=100% ）时所对应的温度，称为该状态空气的露
点温度。
➢ 在h-d图上的确定方法
A
tl
Φ=100%
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1、2 湿空气的含湿图
Rg=287J/Kg·K； Rq=461J/Kg·K
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1、1 湿空气的物理性质
注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的
大气压力值可从《采暖通风与 空气调节设计规范》中查得。
水蒸气分压力对空气性质的影响
➢水蒸气分压力的大小，反映了湿空气中水蒸气含量的多少。水蒸气含量越多，
➢ 在空调中，通常采用摄氏温度t，有时也用绝对温度T，两者的
关系是T=273.15+t≈273+t
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1、1 湿空气的物理性质
3、密度ρs
湿空气的密度等于干空气的密度与水蒸气的密度之和，即：
ρs=ρg+ρq
根据理想气体状态方程，则有： ρs=0.00384B/T-0.00134Pq/T
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1.2 湿空气的焓湿图
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1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成
湿球温度与露点温度
含湿图的应用
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1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一定时 湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
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1、2 湿空气的含湿图
2、湿球温度ts
是湿空气的一个状态参数，通常 用干湿球温度计测量。
➢ 干湿球温度计
如图所示：由两支完全相同的水 银（或酒精）温度计组成。其中一 支温度计的温包上包有脱脂细纱布， 纱布的末端浸入盛水容器中。这支 温度计称为湿球温度计，它所测得 的饱和空气温度就是湿球温度。另 一支为干球温度计，所测得的温度 为干球温度（大气温度或空气温 度）。