第九章 湿空气

第九章 湿空气性质和湿空气过程思 考 题1. 湿空气和湿蒸汽、饱和空气和饱和蒸汽，它们有什么区别？[答]：湿空气与湿蒸汽的区别：湿空气指的是含有水蒸汽的空气，它是干空气（完全不含水蒸汽）与水蒸汽的混合物，湿空气中的水蒸汽通常处于过热状态。

湿蒸汽是潮湿蒸汽的简称，它是饱和液体和饱和蒸汽的混合物，两相处于平衡状态，湿蒸汽处于饱和状态。

饱和空气和饱和水蒸汽的区别：饱和空气是指湿空气中所含水蒸汽的分压力达到了当时温度所对应的饱和压力，不再具有吸湿能力，如果再加入水蒸汽，就会凝结出水珠来。

饱和蒸汽则是指可以与同温同压的(饱和)液体平衡共存的蒸汽。

2. 当湿空气的温度低于和超过其压力所对应的饱和温度时，相对湿度的定义式有何相同和不同之处？[答]：不适用，这时应改为v P Bϕ= 3. 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？[答] ：所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠。

由于温度较高和通风情况较好，夏天浴室里的相对湿度比冬天的低，因而吸湿能力比冬天的强，不易形成雾状小水珠，所以不像冬天那样雾气腾腾。

4. 使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的（见例9-4）。

将湿空气压缩（温度不变）能否达到去湿目的？[答]：从焓湿图可见，湿空气定温压缩过程指向图的左下方，此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低，故而可以达到去湿目的。

习 题9-1 已测得湿空气的压力为 0.1 MPa ，温度为 30 ℃，露点温度为 20 ℃。

求相对湿度、水蒸气分压力、含湿量和焓。

（1）按公式计算；（2）查焓湿图。

[解] （1）按公式计算由 30o t C =，20o d t C =查附表6得：()0.042417sv P t bar = ()0.0233686sv P t bar =代入(9-8)式可得：()()d sv sv 0.0233680.550955.09%0.042417t t p p ϕ==== 由(9-7)式可得水蒸汽的分压力为：()0.023368d v sv t p p bar ==含湿量可由（9-14）式求得：()0.55090.04241762262214.88/(?)-()1-0.55090.042417sr sr P t d g kg DA B P t ϕϕ⨯==⨯=⨯ 水蒸汽的焓可由(9-16)式求得：1.0050.001(2501 1.859)1.005300.00114.88(2501 1.85930)68.19/()H t d t kJ kg DA =++=⨯+⨯⨯+⨯=•(2)查 H-d 图（附录图Ⅲ）可得：55%ϕ=，()0.0233dv sv t p p bar ==，15/()d g kg DA =•，68/()H kJ kg DA =• 可见(1)、(2)两种方法求得参数是很吻合的。

第七节 湿空气的典型过程
一、空气调节装置的工作概况
图9-15 空气调节装置示意图
第七节 湿空气的典型过程
二、湿空气的几种典型过程 1.绝热混合过程
图9-16 确定混合后湿空气的状态
第七节 湿空气的典型过程
0.001(ma1+ma2)d3=0.001ma1d1+0.001ma2d2
第七节 湿空气的典型过程
2.汽化阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
3.过热阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
解：1)因t=150℃>ts=99.63℃，故该蒸汽处于过热蒸汽状态。过热度D=t-ts=(99.64)℃=50.37℃。 2)10kg工质中既含有蒸汽又含有水，即处于汽、水共存状态，故为湿蒸汽状态，其温度必为饱和温度ts=99.63℃。
第七节 湿空气的典型过程
2.加热过程
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第五节 湿空气的基本概念
解：1)由饱和水蒸气表查得21℃时水蒸气的饱和压力为ps=0.024 896×105Pa，故水蒸气分压力为
2)由式(9-21)得含湿量为
第五节 湿空气的基本概念
第六节 湿空气的参数与h-d图
一、湿空气的焓
第六节 湿空气的参数与h-d图
二、湿空气的其他参数
三、湿空气的h-d图
第三节 水蒸气的表和图
二、水蒸气的h-s图
第三节 水蒸气的表和图
由于水蒸气表是不连续的，在求表列间隔中的数据时，必须使用内插法。因此，根据分析计算和研究的实际需要，可以用状态参数坐标图绘制水蒸气的各种热力性质图。如前述p⁃v图和T⁃s图，这两种图在分析过程中是有其特点的。但在工程上常常需要计算功量和热量，这在p⁃v图和T⁃s图上就需要计算过程曲线下的面积，而面积的计算，特别是不规则曲线包围的面积的计算，极不方便。如能在一种图上以线段精确地表示热量及功量的数值，则对于热功计算可以提供极大的方便，而h⁃s图就具有这种作用。因定压下的加热量（或放热量）等于焓差，即qp=h2-h1，而绝热膨胀的焓降等于技术功，即wt=h2-h1，故如在以焓为纵坐标、熵为横坐标的h⁃s图上，精确地画出标有数据的定温、定压线等，则用它作热工方面的数值计算是非常方便的。

因流速等影响气膜厚度的因素对 α
twtkHrW(Hs,tw
H)
和 kH 有相同的作用，可认为 kH / α 与速度等因素无关，而仅取决于系
统的物性。
α/kH=1.09
twt1r.0w 9(Hs,tw H)
八，绝热饱和温度
cHas (t tas ) (Has H )ras
tas
t ras cHas
(Has
H)
c H as k H
第一节 湿空气的性质与焓-湿度图
焓-湿度图
等湿线 等温线
等相对 湿度
等焓线
p-H线
第一节 湿空气的性质与焓-湿度图
h
H
第二节 干燥过程的物料衡算
湿物料水分含量的表示方法
水分质量 w物料总质1量 00%
kg水分/kg湿料
水分质量 X 纯干物料总质量
kg水分/kg干料
湿度 H 及 相对湿度
第一节 湿空气的性质与焓-湿度图
二、湿度（湿含量）H
定义：湿空气中所含水蒸气的质量与绝干空气
质量之比。
湿空气是由水蒸气和绝干空气构成。
H=
Kg水气
Kg绝干空气 =
nvMv ng Mg
=
18nv 29ng
nv：湿空气中水汽的摩尔数，kmol；
ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol；
小吸湿能力越大；
= 0 ， pv=0时，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。 = 1 ， pv=ps时，表示湿空气被水汽所饱和，不能再吸
湿。
第一节 湿空气的性质与湿度图
pV 100%
ps
H 0.622 pV P pV
第一节 湿空气的性质与湿度图
湿度与相对湿度的关系：

cH 1.01 1.88H
5、焓I 湿空气中1kg绝干空气的焓及其所带有的Hkg水汽的焓 之和，单位为kJ/kg绝干气。
I g cg (t 0)
I I g HI v
0℃时水的汽化热为2490kJ/kg
I (1.01 1.88H )t 2490H
6、干球温度t和湿球温度tw 直接用普通温度计测出的空气真实温度，可用t表示 用湿球温度计测得的空气温度为湿球温度，用tw表示 不饱和空气与水分 湿度差 水分汽化：向空气（气相）主体扩散 （汽化热为水分本身温度降低放出的显热）
273 t 1.0133105 0.772 1.244H 273 p
4、比热容cH
常压下，将1kg绝干空气及所带有的Hkg水汽的温度升高 （或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，又称湿热。
cH c g Hcv
cg=1.01kJ/（kg绝干气· ℃）
cv=1.88kJ/（kg水汽· ℃）
13
0
13
30
5
20kPa
10kPa
0
-5
-1
5
-1
-2
0
5
0
5
10
H
15
20
25
2、H—I图的说明与应用 1）已知H—I图上湿空气的状态点查空气其他性质 A点的确定方法 查A点的tw(tas) 等I线
t tas或 tw td O H H p I A

查A点的td
等湿冷却 查A点的p
p
I
t tas或 tw O 已知t—tw I
各等t线是不平行的
4）等相对湿度线（等线）群
0.622ps H p ps
5）蒸汽分压线（等pv线）