湿空气热物性计算
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空气物性参数表湿空气热物性计算示例A●分子量Maw=Ma-(Ma-Mw)pw/paw式中,Maw为湿空气分子量,g/mol;Ma为干空气的分子量,28.97g/mol;Mw为水蒸气的分子量,18.02g/mol;pw为湿空气中水蒸气的分压力,Pa;paw为湿空气的总压力,Pa。
计算示例:设湿空气总压力为101325Pa,其中水蒸气的分压力为3000Pa,则此时湿空气的分子量为:Maw=28.97-(28.97-18.02)*3000/101325=28.65 g/mol●湿空气中水蒸气分压力pw=φps式中,pw为湿空气中水蒸气的分压力,Pa;φ为湿空气的相对湿度,无因次;ps为湿空气温度下纯水的饱和蒸气压力(也为湿空气温度下饱和湿空气中水蒸气的分压力),Pa。
纯水的饱和蒸气压力的估算式为(0~100℃):ln(ps)=25.4281-5173.55/(Ts+273)式中,ps为水的饱和蒸气压,Pa;Ts为水的温度,℃。
计算示例:设湿空气温度为36℃,相对湿度为70%,则湿空气中水蒸气分压力的计算过程为:该温度下纯水的饱和蒸气压为:ln(ps)=25.4281-5173.55/(36+273)=8.6852ps =e8.6852=5915 Pa湿空气中的水蒸气分压力为:pw=φps=0.7*5915=4140.5Pa●湿空气的露点温度湿空气中水蒸气开始凝结的温度为其露点温度,等于其湿空气中水蒸气分压力下纯水的饱和温度,其估算式为(0~80℃):Td=5266.77/(25.7248-ln(pw))-273式中,Td为湿空气的露点温度,℃;pw为湿空气中水蒸气的分压力,Pa。
计算示例:接上例,温度为36℃,相对湿度为70%的湿空气,其露点温度计算过程为:湿空气中水蒸气分压力为4140.5Pa,则其对应的露点温度为:Td=5266.77/(25.7248-ln(4140.5))-273=29.75℃。
第8章 湿 空 气本章基本要求理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。
熟练使用湿空气的焓湿图。
掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。
8.1 湿空气性质一、湿空气成分及压力湿空气=干空气+水蒸汽二、饱和空气与未饱和空气未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽注意:由未饱和空气到饱和空气的途径:1.等压降温2.等温加压露点温度:维持水蒸汽含量不变,冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态,所对应的温度。
三、湿空气的分子量及气体常数结论:湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度:每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。
相对湿度:湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值,相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
思考:在某温度t下,值小,表示空气如何,吸湿能力如何;值大,示空气如何,吸湿能力如何。
相对湿度的范围:0<<1。
应用理想气体状态方程,相对湿度又可表示为五、含温量(比湿度)由于湿空气中只有干空气的质量不会随湿空气的温度和湿度而改变。
定义:含湿量(或称比湿度):在含有1kg干空气的湿空气中,所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。
g/kg(a)六、焓定义:1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和代入: g/kg(a)七、湿球温度用湿纱布包裹温度计的水银头部,由于空气是未饱和空气,湿球纱布上的水分将蒸发,水分蒸发所需的热量来自两部分:1.降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2.由于空气温度t高于湿纱布表面温度,通过对流换热空气将热量传给湿球。
当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低,此时湿球温度计的读数就是湿球温度。
湿球加湿过程中的热平衡关系式:由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克,而湿球温度计的读数又较低,在一般的通风空调工程中可以忽略不计。
第八章 湿空气学习重点掌握湿空气、饱和湿空气、未饱和湿空气、露点、绝对湿度、相对湿度、比湿度等概念; 掌握湿空气状态参数的意义及计算方法;掌握用解析法和图解法计算湿空气的热力过程的方法。
8-1 湿空气的一般概念湿空气—干空气和水蒸气的混合物。
常温常压下,湿空气中水蒸气的分压力很低,可看作理想气体,因而湿空气可看作理想气体混合物。
即未饱和湿空气—过热水蒸气+干空气,如点A 所示。
保持T=const ,↑m v →p v ↑ →(p v =p s ) →水蒸气达到饱和状态。
即水蒸气的含量达到对应温度下的最大值。
饱和湿空气—饱和水蒸气+干空气,如点B 所示。
保持pv =const ,↓T,当温度降至pv 所对应的饱和温度时,水蒸气达到饱和状态,如C 所示。
如继续冷却,有露滴出现。
露点温度(露点)—p v 对应的饱和温度。
记作t s 或T s 。
8-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量绝对湿度、相对湿度和含湿量均为描述湿空气中水蒸气含量的参数。
绝对湿度—每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。
按理想气体状态方程式,有Ts相对湿度说明了吸收水蒸气的能力。
φ↓→吸收水蒸气的能力↑,当φ=100% (饱和湿空气)→吸收水蒸气的能力为零。
由理想气体状态方程,相对湿度可表示为相对湿度的测量:毛发湿度计干湿球温度计含湿量d—单位质量干空气的湿空气所含有的水蒸气的质量。
单位g/kg(干空气)。
即按理想气体状态方程,有即将R g,a=287.1J/(kg·K)及R g,v=461.5J/(kg K)代入上式,即有因,由得8-3 湿空气的焓—含湿量图工程上还常用焓-含湿量图(h-d图)分析湿空气的状态变化及其水蒸气含量的变化。
湿空气过程分析是按单位质量干空气所对应的湿空气进行计算。
因此,湿空气的焓值为1kg干空气的焓与dg水蒸气的焓之和,即式中,h、ha、hv的单位为kJ/kg(干空气);d的单位为g/kg(干空气)。
若规定0℃时干空气的焓及饱和水的焓为零,则有将其代入焓的表达式可得焓-含湿量图上有下述图线①定含湿量线。