工程热力学-12湿空气

SAM • 湿空气的三种饱和过程，可用水蒸气坐标图体现。
SAM 3.含湿量 humidity content
相对于单位质量干空气的湿空气所含有的水 Nhomakorabea气的质量。
d 1000 mv 1000 v
ma
a
若按理想气体近似计算：
mv
pvV RgvT
pv MvV RT
g/kg DA
ma
paV RgaT
干球温度即为湿空气的温度， 湿球温度
主要取决于相对湿度。
饱和湿空气，湿布中的水份不能蒸发， 未饱和湿空气， 且相对湿度越小，干、湿球的差值越大。
SAM
• 湿空气经历一个绝热饱和过程所达 到的温度，称为该湿空气的绝热饱和 温度，它又可称为理论湿球温度，或 热力学湿球温度。
• 湿球温度在数值上等于湿空气的绝热饱和温度。 • 湿空气的绝热饱和过程又可近似看成定焓过程。
SAM
注意： ①湿空气中水蒸气的焓基准，与水蒸气图表的基准 （三相点温度0.01℃时，u'≡0）是不同的，但相差 甚小。因此，在湿空气的计算中，仍可使用水蒸气 图表。
湿空气humid air：mixture of dry air and water vapor (moisture).
At normal temperature and pressure，the partial pressure of vapor of humid air is relatively low, which can be taken as ideal gas，therefore, the humid air can be treated as ideal-gas mixture .
pv ps
若按理想气体状态方程近似计算，则：
相对湿度表示湿空气中水蒸气含量的饱和程度，
也说明湿空气进一步吸收水蒸气的能力。
↓→湿空气越远离同温度下的饱和状态，湿空气越干燥，吸湿能力越强。 表示干空气，吸收水蒸气的能力最大。 表示饱和湿空气，若温度不变此时的吸水能力为零。
SAM 相对湿度常用毛发湿度计或干湿球温度计测定。
A-C: 不变，湿空气温度降低，当湿空气温度降低到 对应的水 蒸气饱和温度时，湿空气由未饱和湿空气转变为饱和湿空气。
SAM 露点温度（露点） Dew Point ：
湿空气中水蒸气分压力对应的饱和温度（即C点温度）
①可用露点计或温度计测得；②利用饱和水蒸气表或图查得。
露点计是一个装有易挥发液体乙醚的表面镀铬的金属容器。
ps RgvT
①绝对湿度是描述湿空气中水蒸气含量大小的状态参数，它与水蒸气 的分压力成正比；
②在一定的温度下，饱和湿空气的绝对湿度最大，它仅是温度的函数。
SAM 2.相对湿度 relative humidity:
在相同温度下未饱和湿空气的绝对湿度和饱和湿空气的绝对湿度的比值。
v (T ) s (T )
湿空气的比焓为1kg干空气的焓和d g水蒸气的焓之和。 湿空气的焓基准规定：0℃时，干空气的焓及饱和水的焓为零。
h ha 0.001d hv ha cp0,at 1.004t
hv r0C cp0,vt 25011.863t
kJ/kgDA kJ/kg kJ/kg
∴ h 1.004 t 0.001 d (25011.863 t) kJ/kgDA
pv
mv RgvT V
nv RT V
pa
ma RgaT V
na RT V
p
pa
pv
mR gT V
nRT V
SAM
通常，湿空气中水蒸气的含量很少， 低于空气温度所对应的饱和 压力，即湿空气中水蒸气处于过热蒸汽的状态。
未饱和湿空气 unsaturated humid air ：过热蒸汽+干空气
饱和湿空气 saturated humid air ：饱和蒸汽+干空气
pa MaV RT
则： mv Rga pv ma Rgv pa
取 Rga 287.1J (kg K) Rgv 461.5J (kg K)
则 d 622 pv 622 pv
pa
p pv
一般p一定，d 取决于pv
622 ps p ps
p 、t 一定时，d 取决于φ
SAM 结论：
d
SAM
工程热力学
Engineering Thermodynamics
Humid Air 湿空气
§13-1 未饱和湿空气与饱和湿空气
Unsaturated humid Air and Saturated humid Air
§13-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量
Absolute humidity, Relative Humidity and Humidity Content
由于乙醚挥发需要吸收热量，使整个容器的温度不断下降， 当镀铬的金属表面开始失去光泽，这时温度计所示的温度， 即露点温度。
在测量露点温度过程中，湿空气总压力p以及分压力pv和pa 都保持不变，仅是露点计周围湿空气的局部温度下降到td。 所以，金属表面的结露过程是一个等压冷却饱和过程。
SAM §13-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量
例13-1 (p246) 设大气压力为0.1 MPa，温度 为30 ℃，相对湿度为60%, 试求湿空气的 露点温度、绝对湿度及含湿量。
SAM §13-3 湿空气的焓-含湿量图
Enthalpy—humidity content diagram of humid air
1.湿空气的焓 enthalpy of humid air
§13-3 湿空气的焓-含湿量图
Enthalpy—humidity content diagram of humid air
§13-4 湿空气的热力过程 Thermodynamic process of humid air
Summary
SAM §13-1 未饱和湿空气与饱和湿空气 Unsaturated Humid Air and Saturated Humid Air
Absolute humidity, Relative Humidity and Humidity Content
1.绝对湿度 absolute humidity：
每立方米湿空气中含有水蒸气的质量。
其数值等于湿空气温度及水蒸气分压力所确定的状态下水蒸气密度。
可看出：
v
mv V
pv RgvT
s
mv ,max V