湿空气参数状态参数
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第二章湿空气的状态参数与焓湿图的应用在空调工程中,研究与改造的对象是空气环境,所使用的媒介物往往也是空气。
因而,首先需要对空气的物理性质有所了解。
在这一章里,讨论下述四个问题:(1)空气的组成和物理性质;(2)空气的状态参数;(3)焓湿图的绘制和应用;(4)几种典型的空气处理过程在焓湿图中的应用。
第一节湿空气的状态参数一、湿空气的组成在空调工程中,我们把空气看作是由干空气和水蒸气两部分所组成的混和物。
为什么要这样来划分呢?这是因为,在正常情况下,大气中干空气的组成比例基本上是不变的,如表2-1所示。
虽然在某些局部范围内,可能因为某些因素(如人的呼吸作用使氧气减少,二氧化碳的含量增加,或在生产过程中,产生了某些有害气体污染了空气),使空气的组成比例有所改变。
但这种改变可以认为对干空气的热工特性影响很小。
这样,在研究空气的物理性质时,可以把干空气作为一个整体来看待,以便分析讨论。
表2-1 空气的主要组成成分相对来说,湿空气中的水蒸气的数量很少,它来源于地球上的海洋、江河、湖泊表面水分的蒸发,各种生物的代谢过程,以及生产工艺过程。
在湿空气中,水蒸气所占的百分比是不固定的,常常随着海拔、地区、季节、气候、湿源等各种条件的变化而变化。
虽然湿空气中水蒸气的含量少,但它的变化对人们的影响却很大。
例如,在南方多雨地区,空气就比较潮湿,湿衣服就不容易干。
夏天,会感到身上的汗老不干,很不舒服。
而在北方的兰州,乌鲁木齐等地区,由于空气干燥,在同样的温度下,就要舒适的多。
空气中水蒸气的多少,除了对人们的日常生活有影响外,对工业生产也十分重要。
例如,在纺织车间,相对湿度小时,纱线变粗变脆,容易产生飞花和断头。
可是空气太潮湿也不行,纱线会粘结,不好加工。
因此,从空气调节的角度来说,空气的潮湿程度是我们十分关心的问题。
这也是把水蒸气专门划分出来的原因之一。
二、湿空气的状态参数湿空气的物理性质是由它的组成成分和所处的状态决定的。
将湿空气近似地看作理想气体,则可用理想气体的状态方程式来表示干空气和水蒸气的主要状态参数,即PV=mRT 。
[1]在进行空气处理过程分析时,常用的湿空气参数有四个:温度(t )、比焓(h)、含湿量(d )和相对湿度(φ)。
湿空气还具有一定的压力p (大气压)。
正如湿空气由干空气和水蒸气两部分组成一样,压力p 也由两部分组成:干空气的分压力p 和水蒸气p 的分压力,即p=p +p 。
(1)含湿量d含湿量是指每千克干空气中所含的水蒸气量,单位为kg/kg (a ),含湿量d 的计算式如下:(2)比焓h比焓是用来表示物质系统能量状态的一个参数,热力过程比焓的变化△h 等于定压比热Cp 乘以温度差△t ,即△h=Cp·△t 。
干空气的定压比热Cp·a=1.006 kJ/(kg·℃),水蒸气的定压比热Cp·v=1.86 kJ/(kg·℃)。
湿空气的比焓一般是以1kg 干空气作为基数进行计算的,伴随着1kg 干空气的还有d kg 水蒸气,如果取0℃的干空气和0℃水的比焓为零,则包含1kg 干空气的湿空气的焓应是:式中,2501kJ/kg 是每千克0℃的水变成0℃的水蒸气所需要的汽化潜热。
(3)相对湿度φ水蒸气分压力p 有一个最大值,称为水蒸气饱和分压力,p 表示。
它是一个与温度有关的数值,随温度的升高而增加。
P 与p 之间的关系反映了湿空气的饱和程度,二者之间的比值称为相对湿度φ。
(4)湿空气的密度ρ湿空气的密度等于干空气的密度ρ与水蒸气的密度ρ之和,即:由于水蒸气的密度较小,所以,在标准条件下(p= 101.325 kPa, T= 293K) ,干空气与湿空气的密度相差较小,在工程上,取p= 1.2kg/m 已足够精确。
应该指出,在湿空气的含湿量和焓的计算中,均以1kg 干空气为基准,原因是干空气在热、湿处理过程中,其质量不变,而水蒸气量则可能有变化。
a v a v v s v s a v 3。
标准大气压(Pa)P a名称CodeDB WB 温度(℃)t2719.5绝对温度(K)T300.15292.65lg(P qb )####################水蒸汽的饱和压力(Pa)P qb3564.5875642265.672573C1=水蒸汽的分压力(Pa)P q1754.61C2=相对湿度(%)φ49.22C3=含湿量(g/kg 干空气)d10.96C4=湿空气的比焓(kJ/kg)h55.23空气密度(kg/m³)ρ1.17-40~50℃湿空气露点温度(℃)tl 15.452.864834327名称CodeDB 假设WB 温度(℃)t3528.25相对湿度(%)φ60.00%C1=绝对温度(K)T308.15301.4C2=lg(P qb )####################C3=水蒸汽的饱和压力(Pa)P qb5623.2943063834.706103C4=水蒸汽的分压力(Pa)P q3373.983374.753931Δ=-0.78C5=含湿量(g/kg 干空气)d21.43C6=湿空气的比焓(kJ/kg)h90.31C7=空气密度(kg/m³)ρ1.13-40~50℃湿空气露点温度(℃)tl 26.07 3.5186771372.水蒸气分压力:当 v>3m/s时, A=0.0006670.热力学温度:8.露点温度:n0=n1=3.湿空气的相对湿度:n2=n3=n4=n5=n6=101325整理:秦王勇 时间:2015.0830lg P b q =⋅1.湿空气饱和水蒸气分压力戈夫-格雷奇1946公式方程(单位为h Pa):-9.09718E+00-3.56654E+008.76793E-016.10710E+00世界气象组织WMO推荐的Goff-Gratch(1957)公式如下:1.079574E+01-5.028000E+001.504750E-044.287300E-047.861400E-01-8.296900E+004.769550E+002.水蒸气分压力:υ≥2.5m/s):v=3A=0.0006725B=1013258.露点温度:-2.259529963E+011.133418988E+015.756940348E-013.025080051E-021.778276954E-037.443287646E-051.129170314E-05从计算结果看:V=水蒸气分压力的自然对数为:。