第一章湿空气的物理性质及其焓湿图

第三节
3、湿球温度计
湿球温度百度文库露点温度
利用普通水银温度计， 利用普通水银温度计，将 其球部用湿纱布包敷， 其球部用湿纱布包敷，则成 为湿球温度计，纱布纤维的 为湿球温度计， 毛细作用， 毛细作用，能从盛水容器内 不断地吸水以湿润湿球表面， 不断地吸水以湿润湿球表面， 因此， 因此，湿球温度计所指示的 温度值实际上是球表面水的 温度。 温度。
ϕPq.b d = 0.622 = 0.622 B − pq B − ϕPq.b
pq
db = 0.622 B − P .b q P .b q
d ( B − Pq ) ϕ= ⋅ × 100% d b ( B − Pq.b )
第一节 湿空气的物理性质
4、湿空气的焓i 湿空气的焓i
空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程， 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程， 因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化 直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。 因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。
一、湿球温度 湿球温度的概念在空气调节中 至关重要
理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下， 理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿 平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。 平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。 设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间， 设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间，空 气以P， 状态流入，以饱和状态P， 流出， 气以 ，t1，d1，i1状态流入，以饱和状态 ， t2，d2，i2流出，由于小室为绝热 所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为： 的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为： i1＋（ 2－d1）iw/1000＝i2 ＋（d ＝ iw＝4.19tw ＝（i ε＝（ 2－i1）/（d2－d1）×1000＝ 4.19tw （ ＝ 在稳定状态下， 在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温 度等于水温， 所以， 度等于水温，即t2＝tw，所以，满足上述各式 即为进口空气状态的绝热饱和温度， 的t2或tw即为进口空气状态的绝热饱和温度， 也称热力学湿球温度。 也称热力学湿球温度。
第三节
二、露点温度
湿球温度与露点温度
空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数， 它与P 空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数， 它与Pq和d 相关，因而不是独立参数。 相关，因而不是独立参数。湿空气的露点温度定义为在含湿量 不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。 图上( 不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。在i—d图上(见图 12)， 状态湿空气的露点温度即由A沿等d线向下与ϕ 1-12)，A状态湿空气的露点温度即由A沿等d线向下与ϕ =100% 轴线交点的温度 显然当A状态湿空气被冷却时( 轴线交点的温度。显然当A状态湿空气被冷却时(或与某冷表面 接触时) 只要湿空气温度大于或等于其露点温度， 接触时)，只要湿空气温度大于或等于其露点温度， 则不会出 现结露现象。因此， 现结露现象。因此，湿空气的露点温度也是判断是否结露的判 据。
第一节 湿空气的物理性质
2、湿空气的含湿量d 湿空气的含湿量d 湿空气中的水蒸汽密度与干空气密度之比。 湿空气中的水蒸汽密度与干空气密度之比。
ρ q R p Pg Pq Pq d= = = 0.622 = 0.622 ρ g R g Pp Pg B −Pq
(Kg/Kg·干 (Kg/Kg·干)
第一节 湿空气的物理性质
2、等湿球温度线 在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。 在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。
第三节
例题
湿球温度与露点温度
1、已知大气压力B=0.1MPa，空气温度t1=18℃， =50%，空 ϕ1 气吸收了热量Q=14000kJ/h和湿量W=2kg/h后，温度为 t2=25℃，利用h-d图，求出状态变化后空气的其他状态参 数 ϕ，h2，d2各是多少？ 2 2、已知大气压力为101325Pa，空气状态变化前的干球温度 t1=20℃，状态变化后的干球温度t2=30℃，相对湿度ϕ 2 =50%，状态变化过程的角系数= 5000kJ/kg 。试用h-d图求空气 ε 状态点的各参数 、hϕ1 1各是多少？ 1、d 3、已知空气干球温度为24℃，湿球温度16℃，如何利用焓湿 图确定空气状态点？
第二节 湿空气的焓湿图
湿空气的状态取决于温度t 含湿量d 湿空气的状态取决于温度t、含湿量d和大气压 三个基本状态参数。 力B三个基本状态参数。
湿空气的焓湿图 i-d图以 为纵坐标，含湿量 为横坐标在一定的大气 图以i为纵坐标 含湿量d为横坐标在一定的大气 图以 为纵坐标， 下绘制而成的（ 图不同）， 压P下绘制而成的（不同大气压 图不同），两坐标间 下绘制而成的 不同大气压i-d图不同），两坐标间 的夹角为135°。 其构成包括：等焓线 、等含湿量线 、 的夹角为 ° 其构成包括： 等温线 、等相对湿度线 、等水蒸汽分压线 和热湿比线。 和热湿比线。
3、相对湿度ϕ 相对湿度ϕ 饱和含湿量—— 在一定温度下，饱和空气中的水蒸 在一定温度下， 饱和含湿量 汽量已达到了最大限度，不再具有吸湿能力， 汽量已达到了最大限度，不再具有吸湿能力，即为 该温度下湿空气的饱和含湿量db。 该温度下湿空气的饱和含湿量 。 潮湿能力比较 t1＝20℃，d1＝14.7g/kg干空气， d1b＝ 14.7g/kg干空气 t2＝30℃，d2＝20g/kg干空气， d2b＝ 27g/kg干空气 第一种状态的湿空气是否比第二种状态的湿空气潮 第一种状态的湿空气是否比第二种状态的湿空气潮 是否比第二种状态的湿空气 湿？
第一节 湿空气的物理性质
第一节 湿空气的物理性质
二、理论基础
湿空气中水蒸气含量虽少， 湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干 燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。 燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究湿空 气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。 气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。 在常温常压下，湿空气可视为理想气体。 １、在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理 想气体状态方程描述其状态参数。 想气体状态方程描述其状态参数。 水蒸气数量微小，分压力很低，比容很大， 2、水蒸气数量微小，分压力很低，比容很大，且处于 过热状态，因此可以当作理想气体来处理。 过热状态，因此可以当作理想气体来处理。 3、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律 ＰＶ＝m ＰＶ＝mＲＴ 干空气：Ｐ Ｖ＝m 水蒸汽：Ｐ Ｖ＝m 干空气：ＰgＶ＝mgＲgＴ 水蒸汽：ＰqＶ＝mqＲqＴ Ｂ＝Ｐg＋Ｐq
注意
空气环境内的空气成分和人们平时说的“ 空气环境内的空气成分和人们平时说的“空 实际是干空气加水蒸气， 气”，实际是干空气加水蒸气，即湿空气 。
第一节 湿空气的物理性质
湿空气的相关概念
干空气、饱和空气、未饱和空气；湿度（绝对湿度、 干空气、饱和空气、未饱和空气；湿度（绝对湿度、 相对湿度、含湿量）；比焓（换热器中热量）； ）；比焓 ）；密 相对湿度、含湿量）；比焓（换热器中热量）；密 度和比容；露点温度（露点温度和机器露点温度）； 度和比容；露点温度（露点温度和机器露点温度）； 湿球温度
第一节 湿空气的物理性质
三、状态参数 1、湿空气的密度ρ 湿空气的密度ρ
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度 湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
Pq B ρ = ρ g + ρq = + = 0.00348 − 0.00132 R g T Rq T T T Pg Pq
一般取ρ 一般取ρ=1.2Kg/m3
第一节 湿空气的物理性质
3、相对湿度ϕ 相对湿度ϕ 湿空气的水蒸汽压力与同温度下的 的水蒸汽压力与同温度下的饱和湿空气 湿空气的水蒸汽压力与同温度下的饱和湿空气 的水蒸汽压力之比；它表征湿空气中水蒸汽接近饱 压力之比 的水蒸汽压力之比；它表征湿空气中水蒸汽接近饱 和含量的程度。 和含量的程度。 Pq ϕ = × 100 % Pq . b 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导:
干空气的焓
水蒸汽的焓
i g = C p.g t
+
iq = 2500 + C p. q t
（1+d）千克湿空气的焓为 ） i = C p. g t + (2500 + C p. q t )d = 1.01t + d (2500 + 1.84t ) 或
i = (1.01 + 1.84d )t + 2500 d
第二节 湿空气的焓湿图
为了简化工程计算，发展了湿空气参数的图解表示法， 并被称为焓湿图。 Richard Molllier首先使用了这种用比焓作为坐标的图表。 ASHRAE 已经建立了五种Mollier型图，这些图覆盖了 需要的各种参数的范围。 焓湿图1a、1b、1Ha和1Hb 适用于海平面；海拔高度用 英制单位和 SI单位表示分别为5000ft(150Om)情况下的数据。 ASHRAE 图 1 覆盖了标准大气压力下各种参数的正常范围。 这些图都基于精确的数据，与理想气体方程吻合得很好。 PSYCH的计算机程序可以进行大量更普通的工程计算。
注意：湿空气的 、 、 和 四个物理量都是独立的状态参数 注意：湿空气的t、d、φ和i四个物理量都是独立的状态参数
第二节 湿空气的焓湿图
在空气调节中， 在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及 其变化过程。 其变化过程。 确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。 确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。 焓湿图的作用：简化计算； 焓湿图的作用：简化计算；直观描述湿空气状 态变化过程。 态变化过程。
第二节 湿空气的焓湿图
第二节 湿空气的焓湿图
dA 5、热湿比线 B
ε=
iB − i A ∆i ∆i ⋅ G Q = = = d B − d A ∆d ∆d ⋅ G W
dB
iB A
ϕ = 100%
iA
空气状态变化在i-d图上的表示 空气状态变化在 图上的表示
第三节
1、热力学湿球温度
湿球温度与露点温度
焓 湿 图
15
第二节 湿空气的焓湿图
1、等i线及等 线 截距 、 线及等 线及等d线
斜率
2、 2、等温线 ｉ＝1.01t＋(2500＋1.84t)d ＝a＋bd 3、水蒸气分压力标尺 、 Pq＝B·d/(0.622＋d)＝f (d) ＋ ＝ 4、等相对湿度线 、 Pq,b＝f (t) Pq＝ϕ·Pq,b
第一章 湿空气的物理性 质及其焓湿图
主要内容
1 2 3 4 第一节 湿空气的物理性质 第二节 湿空气的焓湿图 第三节 湿球温度与露点温度 第四节 焓湿图的应用
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第一节 湿空气的物理性质
一、基本概念
１、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。 大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。 干空气：由各种气体成分组成， ２、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的 混合物。 混合物。 湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成， ３、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工 程中称其为湿空气。 程中称其为湿空气。
第三节
湿球温度与露点温度
空气的湿球温度和露点温度
第四节
空气的焓湿图的应用
焓湿图的应用
1.确定空气状态参数 确定空气状态参数 2.表示空气的处理过程 湿空气状态变化过程和不 表示空气的处理过程(湿空气状态变化过程和不 表示空气的处理过程 同状态空气混合过程) 同状态空气混合过程 3.确定空气露点温度和湿球温度 确定空气露点温度和湿球温度
第四节
焓湿图的应用
一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示
1、湿空气的加热过程 利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热， 利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热， 则其温度增高而含湿量不变。 ＝＋∞ 则其温度增高而含湿量不变。A→B,t>0,i>0,d=0,ε＝＋∞。 处理设备： 处理设备：(电)空气加热器 2、湿空气的等湿冷却过程 利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却， 利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等 或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结， 于或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结，因 此其含湿量不变而温度降低。 ＝－∞ 此其含湿量不变而温度降低。A→C,t<0,i<0,d=0,ε＝－∞。 处理设备：表面式冷却器， 处理设备：表面式冷却器，喷水室