1.4焓湿图的应用

《空气调节》课程教学大纲《空气调节》是能源与动力工程专业的，主要讲授湿空气的物理性质及其焓湿图、空调负荷计算与送风量、空气的热湿处理、空气调节系统、空调房间的空气分布、空调系统的运行调节、空气的净化与质量控制、空调系统的消声、防振与空调建筑的防火排烟、空调系统的测定与调整等内容，并对空调技术方面的新理论、新技术、新设备有基础的了解。

通过本课程的理论学习，使学生具备如下知识和能力：1.学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，具备基本的空气调节理论知识和分析、解决空气调节技术中实际问题的基本能力，培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。

2.掌握空气调节相关计算方法，如湿空气的物理性质和焓湿图的应用、冷、热湿负荷的计算方法及空调房间送风量的确定、新风量的确定方法、空气量的平衡计算、房间气流分布的计算方法等内容，具备分析计算空调工程方案的能力。

3.利用数学和工程知识，初步具备空调工程的设计能力，具有认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风。

二、课程教学的内容及学时分配1、课程理论教学内容及要求《空气调节》课程主要以课堂讲授、讨论、计算设计为主，课堂答疑、课后作业为辅。

课堂教学将采用启发式教学，配合使用多媒体课件，引导学生积极思维，调动学习积极性，提高教学效率。

本课程目标、知识单元与学时分配见表1。

表1 课程目标、知识单元与学时分配2、课程实验教学内容及要求空气调节实验注重基础知识、基本技能的培养，以加强学生对湿空气的状态参数及之间的相互关系的理解，掌握湿空气焓湿图的应用,提高学生的分析能力和创新能力，培养和训练学生的实践动手能力，培养学生团队合作的职业精神。

通过实验，使学生具备如下知识和能力：1）、学会设备操作、报告撰写基础知识，培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。

2）、通过该实验课的基本训练，使学生了解干湿球温度计的工作原理，掌握湿空气的物理性质及湿空气焓湿图的应用。

二、湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用1．I-H图的构成图10-3是在总压力p＝100kPa下，绘制的I-H图。

此图纵轴表示湿空气的焓值I，横轴表示湿空气的湿度H。

图中共有五种线，分述如下。

（1）等焓（I）线平衡于横轴（斜轴）的一系列线，每条直线上任何点都具有相同的焓值。

（2）等湿度（H）线为一系列平行于纵轴的垂直线，每条线上任何一点都具有相同的湿含量。

（3）等干球温度（t）线即等温线将式（10-12）写成H01.1+=.1(+ttI)249088当t为定值，I与H成直线关系。

任意规定t值，按此式计算I与H的对应关系，标绘在图上，即为一条等温线。

同一条直线上的每一点具有相同的温度数值。

因直线斜率（1.88t+2490）随温度t的升高而增大，所以等温线互不平行。

（4）等相对湿度（ϕ）线由式（10-4）、式（10-6）可得：饱饱p p p H ϕϕ-=622.0等相对湿度（ϕ）线就是用上式绘制的一组曲线。

ϕ=100%时称为饱和空气线，此时的空气被水汽所饱和。

（5）水蒸汽分压（水p ）线由式（10－4）可得 H pH p +=622.0水它是在总压p ＝101.325kPa 时，空气中水汽分压水p 与湿度H 之间的关系曲线。

2．I-H 图的应用利用I-H 图可方便的确定湿空气的性质。

首先，须确定湿空气的状态点，然后由I-H 图中读出各项参数。

假设已知湿空气的状态点A 的位置，如图10-4所示。

可直接读出通过A 点的四条参数线的数值。

可由H 值读出与其相关的参数水p 、露t 的数值，由I 值读出与其相关的参数湿t ≈绝t 的数值。

通常根据下述条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：（1）湿空气的温度t 和湿球温度湿t ，状态点的确定见图9-5（a ）。

（2）湿空气的温度t 和露点温度露t ，状态点的确定见图9-5（b ）。

（3）湿空气的温度t和相对湿度 ，状态点的确定见图9-5（c）。

【例题9－2】课堂练习：习题10-3小结：湿空气的性质及湿度图的应用。

第2章湿空气的状态与焓湿图的应用第一课：湿空气§2.1湿空气的组成和状态参数一、湿空气的组成湿空气=干空气+水蒸气+污染物1．干空气：N2—78.09%O2—20.95%C O2—0.03%看成理想气体N e—气体常数：R g=287J/k g.kH e—0.93%A r—2．水蒸气—看成理想气体，气体常数—461J/k g.k3．污染物从空气调节的角度：湿空气＝干空气＋水蒸气（干空气成分基本不变，水蒸气变化大）二、湿空气的状态参数1．压力P（单位：帕，P a）（1）大气压力：定义：地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力；特点：不是一个定值，随海拔高度变化而变化，随季节天气变化而变化。

一个标准大气压为1a t m＝101325P a＝1.01325b a r当地大气压＝干空气分压力＋水蒸气分压力（B＝P g+P q）其中水蒸气分压力（P q）定义：湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并具有与湿空气相同的温度时，所产生的压力称为水蒸气分压力。

湿空气可看成理想的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和：P（B）=P g+P q湿空气中水蒸气含量越多，则水蒸气的分压力越大。

2．温度t（单位：摄氏温标0C）t（℃）以水的冰点温度为起点0℃，水的沸点100℃为定点。

3．湿空气的密度ρ定义：单位容积空气所具有的质量，即（k g/m3)计算式：结论：①湿空气比干空气轻。

②阴凉天大气压力比晴天低。

③夏天比冬天大气压力低。

标准状态下，干空气密度ρ干=1.205k g/m3，湿空气密度略小于干空气密度。

工程上取ρ湿=1.2k g/m34．含湿量d（单位：g/k g干空气）：定义：对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。

d＝622g/k g干空气在一定围，空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加，但是，在一定的温度下，湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度，即空气所达到饱和状态，成为饱和空气。

图1：网络焓（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。

❸等值线图2：木又寸等温线：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。

❹【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36.6g/kg。

图3：木又寸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。

❺【大应用】举例说明：冬夏空调使用和焓湿图对应变化。

图4：暖通妹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：13.6g/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1.5g水，相对湿度50%。

B点，降温后只能“喝”1g了，排水管再排出0.8g，还剩0.7g，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。

图5：暖通妹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。

二、焓湿图（I-H 图）的应用湿度图中的任意点均代表某一确定的湿空气状态，只要依据任意两个独立参数，即可在I-H 图中定出状态点，由此可查得湿空气其它性质。

如图7-6，湿空气状态点为A 点，则各参数分别为：（1）湿度H 由A 点沿等湿线向下与辅助水平轴相交，可直接读出湿度值。

（2）水汽分压p v 由A 点沿等湿线向下与水汽分压线相交于C 点，在右纵坐标上读出水汽分压值。

（3）焓I 通过A 点沿等焓线与纵轴相交，即可读出焓值。

（4）露点温度t d 由A 点沿等湿线向下与%100=ϕ相交于B 点，由通过B 点的等t 线读出露点温度值。

（5）湿球温度t w （或绝热饱和温度t as ） 过A 点沿等焓线与%100=ϕ相交于D 点，由通过D 点的等t 线读出湿球温度t w 即绝热饱和温度t as 值。

例7-3 在总压101.3kPa 时，用干、湿球温度计测得湿空气的干球温度为20℃，湿球温度为14℃。

试在I-H 图中查取此湿空气的其它性质：（1）湿度H ；（2）水汽分压p v ；（3）相对湿度φ；（4）焓I ；（5）露点t d 。

解：如附图所示，作t w =14℃的等温线与φ＝100％线相交于D 点，再过D 点作等焓线与t=20℃的等温线相交于A 点，则A 点即为该湿空气的状态点，由此可读取其它参数。

（1）湿度H 由A 点沿等H 线向下与辅助水平轴交点读数为H ＝0.0075kg/kg 干气。

（2）水汽分压p v 由A 点沿等H 线向下与水汽分压线相交于C 点，在右纵坐标上读出水汽分压p v ＝1.2kPa 。

图7-6 I-H 图的用法 H I例7-3 附图（3）相对湿度φ 由A 点所在的等φ线，读得相对湿度φ＝50％（4）焓I 通过A 点沿等焓线与纵轴相交，读出焓值I =39kJ/kg 干气。

（5）露点t d 由A 点沿等湿线向下与%100=ϕ相交于B 点，由通过B 点的等t 线读出露点温度t d =10℃。

焓湿图讲解及应用处理
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：
1：等焓线（为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃）
2：等温线（干球温度线）
3：等相对湿度线Φ
4：水蒸气分压力线Pd
5：热湿比线
下图为湿空气焓湿图（部分）的示意图（图片来源百度百科）。

该图是以1kg干空气的湿空气为基准绘制的。

不同大气压的焓湿图是不同的。

焓湿图上有几种等值参数线：等焓（h）线—与纵坐标成135°角的直线；等含湿量（d）线—平行纵坐标轴的直线；等干球温度（t）线—近似水平的直线；等相对湿度（Ø）线—图中的曲线；等湿球温度线近似与等焓线平行，
图中未表示；水蒸气分压力（pw）与d成单值函数关系，其值表示于d的上方，等pw线平行于等d线；图的右下方给出了热湿比ε的方向线，热湿比又称角系数。