当前位置：文档之家 › __湿空气性质.

__湿空气性质.

  • 格式：ppt
  • 大小：658.00 KB
  • 文档页数：21

下载文档原格式

  / 21

合集下载

湿空气的性质及湿空气湿度的计算方法

湿空气的性质及湿空气湿度的计算方法

d2-d1 h水
q h1 d2 d1 h水 h2
q h2 h1 d 2 d1 h水 h2 h1
设t不变 12
1
设 不变
13
d
五、绝热混合过程
d1 ma1 d2 ma2
空调工程常用方法
d3 ma3
ma1 ma 2 ma3 ma1d1 ma 2d2 ma3d3
上部未饱和线 下部无意义 0 干空气d=0
d
焓湿图的结构
4、 线 d h ts=99.63oC

h t
ps (99.63) pb
ps (t ) d 0.622 pb ps 22 1
100%
2
h 1
2 1 2'
2’ 1 3
4
d
三、绝热加湿过程
d1 h1 t1 d2 h2 t2
d2-d1 h水
h
1 2 1
向空气中喷水，汽化潜热 来自空气本身，t
蒸发冷却过程
h1 d2 d1 h水 h2
h1 h2
d

t
0
d
四、加热加湿过程
d1 h1 t1 q d2 h2 t2 h3 h2 h h1 1 3 2
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度 反映所含水蒸气的饱和程度


越干燥，吸水能力强
越湿润，吸水能力低
3、含湿量
湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准
含湿量
mv d ma
kg水蒸气/kg干空气
pvV mv RvT pv Ra pv 287 d ma paV pa Rv pa 461.9 RaT pv ps 0.622 0.622 p pv p ps

8.2 湿空气的性质与湿度图解读

8.2 湿空气的性质与湿度图解读
（8-4）
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
pv H 0.622 P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I I g Iv H cg t (r0 cv t ) H r0 H (cg cv H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
（8-5）
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nv pv pv ng pg P pv
式中：
（8-5）
pv——空气中水蒸汽分压力；
pg——干空气分压力；
18.02nv pv H 0.622 28.95ng P pv
即：
（8-6）
H f ( P，pv )
H f ( pv )
3、H、φ、t 之间的函数关系：
ps H 0.622 p ps
H f (，t )
（8-12）
（8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ 值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td

第八章湿空气

第八章湿空气

温度分别为25º C和15º C。试求含湿量、相对湿度和空气的
焓值。
第二节 湿空气的焓湿图
定d线 定h线 定t线 定φ线 定pv线
d 622 pv p pv g / kg( a )
135º t
3 t2
h
d1 d2 d3
φ
1
φ
2
φ =100%
t1 h3 h2 h1
湿空气的露点和湿球温度 热湿比
空气饱和与否 取决于 t，pv
过热 t ts pv
饱和 t ts pv
空气未饱和
空气饱和
p
未饱和空气达到饱和： 1. 定温加湿：AB线，使pv p 提高达到对应 t 的ps。例如 p 向空气中加入大量水蒸气。
B
s
饱和状态(饱和空气)
过热(未饱和空气)
2、湿球温度
h1 c ptw (d2 d1 ) 103 h2
绝热饱和温度能量方程
h1 ( d2 d1 )hl2 h2
h1 h2
φ的确定：湿度计测定,如干湿 球温度计。 φ愈小，空气吸收水蒸汽的能 力愈大，湿纱布上水蒸发快， 湿球温度tw愈低：
所以 f (t, t w )
水面
液体水t2
未饱和空气流过绝热水槽时，部分水蒸发进入空气，空气提 供汽化潜热，温度降低，含湿量增加，当水槽足够长时，空 气成为饱和空气，其温度为绝热饱和温度。 补充水槽中蒸发的水量，将过程看作稳态稳流过程，可列出质 量平衡和能量平衡关系式。
水蒸气质量守恒：
v1 m e m v2 m
c
2
1
c点：
ma1h1 ma 2 h2 hc ma1 ma 2

湿空气的性质及湿度图

湿空气的性质及湿度图
直线的斜率为1.88 t +2490 ，各线不平行
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；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。

湿空气的物理性质

湿空气的物理性质

湿空气的物理性质
一.湿空气的状态参数
湿空气是指含有水蒸气的空气。在温度 和压力一定的条件下，一定容积的干空气所 能容纳水蒸气量是有限的。
未饱和 湿空气
湿空气中水 蒸气含量未达到 最大值
未
饱和蒸汽压 P
饱和 湿空气
湿空气中水 饱和蒸汽压
蒸气含量达到最 大值
PS
在标准大 气压下,
温度升高 PS变大。
室内物理环境
湿空气的物理性质
【任务解析】
空气的湿状况
材料保温能力就降低； 机械强度降低，对结构产 生破坏性的变形。有机材 料腐朽，降低结构的使用 质量和耐久性。
影响房间的卫生：潮 湿的材料有利于繁殖霉菌 和微生物，危害人体健康， 使物品变质。
一是避免在围护结构的内表面产生结露。 二是防止在围护结构内部因蒸气渗透而产生 凝结受潮。
12℃，则该空气在20℃时的相对湿度是多少？
湿空气的物理性质
【案例解析】 (1)从附表E中查得20℃时的饱和蒸汽压为2337.1Pa；
12℃时的饱和蒸汽压为1401.2Pa； (2)空气的相对湿度
1401.2物理环境
湿空气的物理性质
不 相
绝对湿度f 符 每立方米空气 中所含水蒸气的重 量f。 饱和蒸汽量 fmax
相
符 相对湿度Φ
在一定温度及大
气压下：
湿空气的物理性质
二.露点温度
空气在含湿量和大气压不变的情况下，冷却 到饱和状态所对应的温度，称为该状态下的露点 温度。用td表示。
湿空气的物理性质
【案例】 已知某房间在标准大气压下露点温度是

湿空气的性质

湿空气的性质

A t2 冷却
φ=1
S B B’’
201
B’
H 2-0 3 Has
-01
φ=1 B
H
H2 H3
A t
H
A t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
不同温度、湿度的气流的混合过程
固定φ，则可确定t，H的关系
④ 绝热饱和线（等湿球温度线）；
H as − H cH =− t as − t ras
⑤ 湿比热线；
c H = ca + H = 1.01 + 1.88 H 2c0 V
⑥ 比容线； 干比容线
12-0
3-01
υ a = 0.773
273 + t 273
273 + t 273
H = 0.622
ϕPS P − ϕPS
H=f(ϕ,t)
（3） 湿比体积νH (m3/kg干空气)
2021 在p=101.3 kN/m 时
υH υH
22.4 273 + t 22.4 273 + t = × + × H 29 273 18 273 273 + t = (0.773 + 1.244 H ) 273
较为精确。 （8） 露点td
h 201 近似为常数（ =0.96~1.005 ），数值上等于相同条件下的 2 kH -03
说明：测量湿球温度时，空气速度一般需大于5 m/s，使测量
保持空气的H不变，降低温度，使其达到饱和状态时的温度。
Pd H = 0.622 P − pd
pd ：为露点td 时饱和蒸汽压，既该空气在初始状态下的水蒸 气分压pv。
湿空气的湿度图

化工单元操作：湿空气性质

式中：gc ——干空气的平均等压比热容，()K kg kJ ⋅干空气/；v c ——水汽的平均等压比热容，()K kg kJ ⋅水蒸汽/。

在工程计算中，常取gc 和v c 为常数，即g c ＝1.01()K kg kJ ⋅干空气/，v c ＝1.88()K kg kJ ⋅水蒸汽/，所以，湿空气的比热容为H c ＝1.01＋1.88H [()K kg kJ ⋅干空气/] （8a）即湿空气的比热容只随空气的湿度H 而变化。

6．湿空气的焓I指以1kg 干空气为计算基准的湿空气的焓，即为1kg 干空气的焓与其所带的 Hkg 水汽的焓之和，其单位为kJ／kg 干空气，即g v I I HI =+ （9） 式中：gI ——干空气的焓，()K kg kJ ⋅干空气/；v I ——水汽的焓，()K kg kJ ⋅水蒸汽/。

通常规定0℃时干空气及液态水的焓为零，于是 tc I g g =t c r I v v +=0式中：0r ——0℃时水的汽化潜热，0r =2492kJ／kg。

于是()Hr t H c c I v g 0++=()()干空气kg kJ H t H /249288.101.1++= （9a）由式（4－9a）可知，湿空气的焓值随空气的温度t、湿度H 而变化。

7．湿空气的温度（1）湿空气的干球温度t。

简称温度，是指湿空气的真实温度，可直接用普通温度计测量。

（2）湿空气的露点d t 。

不饱和湿空气在总压力和湿度H 不变的情况下进行冷却、降温，直到达到饱和状态时的温度称为该空气的露点d t 。

此时湿空气的湿度H 就是其露点d t 下的饱和湿度S H ，即H＝S H ，相对湿度ϕ＝100%。

可见，一定总压力下，空气的湿度H（或水蒸气分压w p ）越大，则露点d t 就越高。

只要测出露点温度d t ，便可查得此温度下对应的饱和蒸汽压s p ，从而根据式（4）求得空气的湿度H。

这是露点法测定空气湿度的依据。

5-4 湿空气的性质


状态越远，空气越干燥，吸湿能力越强。
✓φ=0，对应于干空气； ✓φ=1，湿空气为饱和湿空气。
3. 含湿量（比湿度）
v
mv V
pv Rg ,vT
（1）定义：是指在湿空气中，与单位质量干空气
共存的水蒸气含量。
（2）表示：
d mv v ma a
（3）含湿量与水蒸气分压力，相对湿度关系：
根据理想气体状态方程式：
ps C
pv
A
不再具有吸收水分的能力。
0
v
2. 饱和湿空气 由干空气和干饱和水蒸气组成的湿空气。
分析
✓ “饱和”的含义：pv =pv max = ps (T)， 水蒸气的分压力达到最大值。
✓ 在该温度下，湿空气不可能再吸收水分， 达到饱和。
✓ 向饱和湿空气加入水蒸气， 将凝结成水滴析出。
思考
如何将未饱和湿空气——饱和湿空气
法1：T一定时，增加 pv =pvmax =ps（T）, A—C。
法2：保持水蒸气含量（pv）不变， 降低湿空气温度 T=TS （PV ），A—B。
p
T
T
ps C
T
pv
B
A
Td
D
0
v
0
PS C PV
A
B D
s
5-4-2 露点
1. 结露：
保持湿空气中水蒸气的分压力不变，对饱和湿
空气继续冷却降温，则其中的部分水蒸气将凝结
（2）表示：
v
mv V
pv Rg ,vT
（3）对饱和湿空气
水蒸气 的体积
s
mv V
ps Rg ,vT
2. 相对湿度：
s
ps Rg ,vT

第8章 湿空气

d,pv是否独立参数？
问题：已知t,td,tw中的
两个，如何利用h-d图 确定湿空气的状态点， 并求其它参数？
二、热湿比（ε）的含义(有时称角系数)
h2 h1 h 1000 d2 d2 d 1000
( kJ/kg)
注意：(h2-h1) 是湿空气的焓变化，在空调设计中是求出余 热量Q及余湿量W之后，求ε以此确定送风点所在的过程线。
由⑤式，结合右图知：
h
d2 dc c2 . dc d1 c1 m a2 ma1
故
.
2
c
ma1 .c1 ma2 .c2
.
.
1
⑦
d c d1 d2 dc
d
显然，混合点位于两股气流状态点的连线上。其数值 符合杠杆原理。例8—4 P154例8—5 P154
由①②式，还可以得到：
Rv 8314 8314 461J/kg.k M v 18.02
2、水蒸气的气体常数为
3、湿空气的气体常数为
R
8314 M
其中Ｍ可由水蒸气的分压力确定，见下式
B PV Pv P P a V M ra M a rv MV M a M v M a MV B B B B Pv M a (MV M a ) B Pv 28.97 (18.02 28.92) B
h2-h1=0.001(d2-d1)hL 式中：hL为水的焓。
因为水分蒸发带入的能量0.001(d2－d1)hL与湿空气的焓h1、
h2相比很小，可忽略不计，即h2≈ h1。即认为是等焓过程。
h1=h2,d2>d1,t2<t1,φ2>φ1,ε=0
4.等温加湿（喷蒸汽）

湿空气性质及焓湿图


h t=25 ℃
ts
Φ=50%
Φ=100%
2019/4/20
27
1、 2
湿空气的含湿图
三、含湿图的应用 1、确定湿空气的状态参数
在给定大气压力B时，只要知道湿空气的任意两个独立状态参数，就 可在焓湿图上确定该空气的其余状态参数。 例：已知B=101325Pa，t=22℃，Φ=65%，试在h-d图上确定该空气的其 它状态参数。 P
2019/4/20 12
1.2 湿空气的焓湿图
2019/4/20
13
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
2019/4/20
14
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：
2019/4/20 3
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
水蒸气
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： 1、压力B 湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与水蒸 气的分压力之和，即： B=Pg+Pq 式中 PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
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. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
焓湿图随 p 改变而改变
定h线 定d线 定pv线
d 0.622 pv p pv
定t线 定φ线
§13-5 湿空气的过程及应用举例
一、加热或冷却过程
冷
热
1
2
q
过程 d 不变
2加
热
1•
冷
2’ 却
生活上，冬季室内干燥，越开窗换气越干。
1
二、绝热加湿过程
h3
d3
3
水从空气吸热蒸发，无外热源。
饱和状态(饱和空气)
ps
•
pv •
•
• ••
过热(未饱和空气) ( t , pv )
v
空气中的水蒸气
过热t ts pv 饱和t ts pv
所以空气饱和与否取决于 t，pv
空气未饱和 空气饱和
使未饱和空气达到饱和的典型方法：
1. 定温增加湿空气中的水蒸汽量，使pv提高达到对应 t 的ps。 此时如再增加水蒸汽量，ps不变，而有部分蒸汽凝结成 水析出。
相对湿度：
v v pv (前二式之比) 分子分母同温度。 (v )max '' ps
可见： 0 1 ；
0 干空气； 1 饱和空气，含水蒸汽量最大(对应t时)。
越强。
的确定：湿度计测定。
如：干湿球温度计
由 pv 增加，可知 tw 点在 tDp 上面
3. 定pv降温，达饱和，此时温度tDp叫露点温度。 大气压 p=pa+pv可认为是不变的。定压降温时，蒸汽量
不变，因此pv也不变。秋季结露即此过程。
p
•
ps
•
pv •
•
tw • tD•p •
初态未饱和空气 （ pv , t ）
t
在T-s图上
T
ps
•
例：生活用雾化加湿
h4 d4 q=0 4
能量守恒(稳定流动) ：进入=离开 hw(d4-d3) << h ，可略去。 所以，h4≈h3 近似等焓过程。
3 •
4
• 4’
1
过程3－4绝热加湿
当加湿到4’时达饱和，此时t 4’即绝热饱和温度tw。
三、冷却去湿过程
如h—d图上过程567所示。
•5
•6 1
pv
• •
tw•• • • t
tDp
s
初态未饱和空气 （ pv , t ）
§13-2 绝对湿度和相对湿度
绝对湿度：单位体积湿空气中水蒸汽的质量。
即
v

mv V

pv R vT
理想气体，“ v”表水蒸汽为
对饱和空气：
'' ps ms
RvT V
注：水蒸汽ps=f(T)，T一定时，ps为该T时水蒸汽最大分压力， 故ρ’’为最大绝对湿度，此时湿空气中水蒸汽量最大。
p=pa+pv
式中“a”干空气，“v”水蒸汽。
未饱和空气(unsaturated air)：湿空气中的水蒸汽 处于过热状 态；即 t>ts (对应pv)。
饱和空气(saturated air)：湿空气中的水蒸汽处于饱和状态。
注：干空气中由多种气体组成，没有一定的饱和温度。
湿空气中水蒸汽的状态：
p
•
第十三章 湿空气
§13-1 概述
干空气：完全不含水蒸汽 湿空气：干空气+水蒸汽
注意：1. 其中的水蒸汽可作为理想气体，因分压力低 0.003～0.004Mpa；
2. 湿空气是理想气体混合物，但其组成气体水 蒸汽质量可变，如加入、吸出、析出。
湿空气的压力：通常大气的压力，用p表示；
p=pb，用大气压力计测；
5冷却至6时，饱和，φ=1。
再冷却，饱和蒸汽凝结为水， 析出，φ=1，而d减小。
•7 去湿量 Δd= d5 - d7
例：冬季窗上的水珠
四、烘干过程
3 4 • • 4’
8
1
工程上：木材烘干、纺织等等。生活上：电吹风 组成：加热过程+吸湿过程(绝热加湿过程)。如图过程834(4’)。
作业：13-1，2，3，4
hv 25011.86t kJ/kg水蒸汽
0℃蒸发潜热
过热蒸汽定压比热
故： h 1.005t d（25011.86t）
其它参数（不要求）
§13-4 湿空气的焓—湿图
湿空气热力性质参数：
1. 公式计算,见前面 v，，d，h等；
2.查h - d图（也是由公式算来的）。
见书351页 注意：

愈小，空气吸收水蒸汽的能力愈大， 湿纱布上水蒸发快，湿球温度tw愈低，
而 f (t, tw )，或 f(t, t - tw )
通常做出图或表供查用，见下页
二、焓
1kg干空气的焓与dkg水蒸汽焓的和。
h ha dhv kJ/kgAir
一般： ha cpa t 1.005t kJ/kgAir
p
•
ps
•
•
pv •
••
初态未饱和空气 （ pv , t ）
t
v
2. 绝热增加水蒸汽量（水从空气中吸热蒸发，无外热源）， 使 pv 增加到 ps，此时温度为 tw，叫绝热饱和温度。
p
•
ps
•
pv •
•
tw • tD•p •
初态未饱和空气 （ pv , t ）
t
v 空气降温，可知 tw 点在 t 点下面