湿空气物理性质焓湿图课件.ppt

1、湿空气的组成状态参数压力温度密度与比容湿度露点温度焓第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数湿空气的组成湿空气的组成湿空气：由干空气和一定量的水蒸汽混合而成干空气由氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦和其它一些微量气体组成的混合气体。确定干空气的热工性质：将海平面高度的清洁干空气成分作为标准组成水蒸汽对湿空气的状态变化影响很大。空气：湿空气第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数常温常压下干空气可认为是理想气体。湿空气也可近似当作理想气体。状态参数间的关系可用理想气体状态方程式表示。或下标g表示干空气 q表示水蒸汽TRmVPTRmVPqqqgggTRvPTRvPqq

2、qggg第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数1、大气压力：B或p绝对压力：当地大气压与工作压力之和；绝对压力为湿空气的状态参数。2、水蒸汽分压力与饱和水蒸汽分压力根据道尔顿原理：水蒸汽分压力的大小反映了水蒸汽含量的多少。qgPPB第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数饱和水蒸汽压力表示：bqp.饱和空气饱和空气：在一定温度下，含有最大限度水蒸汽的湿空气。饱和空气所具有的水蒸汽分压力，叫做该温度下湿空气的饱和水蒸汽分压力。饱和水蒸汽分压力仅取决于温度。如果温度发生变化，它们也将相应地随着变化。第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数二、

3、温度二、温度温度高低用温标衡量。绝对温标（开氏温标），符号T，单位K摄氏温标，符号t，单位华氏温标，符号t，单位F换算关系：15.273Tt）（32F95tt第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数三、密度与比容三、密度与比容密度：单位容积的湿空气所具有的质量Vm比容：单位质量的湿空气所占有的容积1mV湿空气的计算中往往以含1kg干空气的湿空气作为计算基础。第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数四、湿度四、湿度表示湿空气中水蒸汽含量多少的物理量绝对湿度：单位容积湿空气中含有水蒸汽的质量。绝对湿度为该温度和水蒸汽分压力下的水蒸汽密度。绝对湿度是表示单位容积中

4、所含水蒸汽量的多少。第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数Vmzq在湿空气中与1kg干空气同时并存的水蒸汽量。干空气kgkgPPPPRRmmdgqgqqggqgq/622. 0干空气kgg /因水蒸汽含量少，改变单位：qqPBPd622. 0干/kgkgqqPBPd 622干/kgg第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数%PPbqq100.湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸汽压力之比。力强。程度小，吸收水汽的能说明空气饱和值小度。表示空气接近饱和的程,%100表示饱和空气；0表示干空气；第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数

5、含量。，但不能表示水蒸汽的能表示空气的饱和程度程度。但不能表示空气的饱和能表示水蒸汽的含量，d含湿量与相对湿度的联系联系：bqbqqqPBPPBPd.622. 0622. 0第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数即湿空气的相对湿度可用空气的含湿量与同温度下的饱和含湿量之比来计算。及)()()()(.qbqqbqbqqbPBPBPBPPBPddbqbqbPBPd.622. 0故%100%100)()(.bqbqbddPBPBdd所以五、露点温度五、露点温度露点温度指在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度，用tl表示。为空气是否结露的临界温度。空气的露点温度只取决于空气的

6、含湿量。空气调节中常利用露点温度达到干燥空气的目的：冷却空气到露点温度之下。第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数空调中，空气的压力变化很小，近似于等压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。已知干空气的定压比热1,/(005. 1.近似取）kgkJcgp水蒸汽的定压比热）kgkJcgp/(84. 1.干空气的焓干，kgkJtciqpg/.水蒸汽的焓汽，kgkJtciqpq/2500.第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数显热，随温度而变的热量代入数据：潜热，0时dkg水的汽化潜热，随d变，与t无关。dtddtti2500)84. 101.

7、1 ()84. 12500(01. 1td)84. 101. 1 (d2500湿空气的焓：dtctciqpgp)2500(.第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数解：1、理想气体的状态方程式例11已知大气压力为101325Pa，温度t20，求：1干空气的密度；2相对湿度为90时的湿空气密度。TBTBg00348. 0287TRmVPggg第一节第一节 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数2、湿空气的密度TPTBbq00134.0003484.0bqqPP.TPTBTRPTRPqqqggqg00134.0003484.0大气压力一定焓i为纵坐标含湿量d为横坐标，且两坐

8、标之间的夹角 等 于 或 大 于135。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图1、等温线2、等相对湿度线时，当constt dtti)84. 12500(01. 1bdai因1.84t与2500相比很小，故等温线可近似看作是平行的。bqbqPBPd,622.0第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图3、水蒸汽分压力线qqPBPd622.0ddBPq622.04、热湿比线热湿比：湿空气状态变化前后的焓差与含湿量差之比热湿比：湿空气状态变化前后的焓差与含湿量差之比diddiiABAB第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图热湿比表示了空气状态变化的方向和特征WQdGiGdi热湿比也为总空气

9、量G在处理过程中所得到（失去）的热量Q和湿量W的比值。若A状态的湿空气，其热量Q变化（可正可负）和湿量W变化（可正可负）已知，则其热湿比可知。得为正，失为负；故热湿比有正有负热湿比代表初始点与终态点直线的斜率，称角系数。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图例：已知B101325Pa，湿空气温度tA28，相对湿度A51，确定其含湿量和焓值。例：已知B101325Pa，湿空气温度tA28， 露点温度tl 20 ，确定其点及其参数。例13：已知B101325Pa，湿空气初参数tA20，A60，当加入10000kJ/h的热量和2kg/h湿量后，温度tB28，求湿空气的终状态。第二节第二节 湿空气

10、的焓湿图湿空气的焓湿图解法1：3、过A点作与所求热湿比的平行线，此线与tB28等温线的交点即为所求湿空气的终状态点B。1、由tA20，A60定A点5000210000WQ2、求热湿比第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图解法2：3、过A点任选一d （或i）的线段长度，按iA i的等i线与dA d的等d线的交点与A的联线即符合所求热湿比线。1、由tA20，A60定A点diWQ100050002100002、由热湿比求i：d1:5:di4、此线与tB28线的交点为所求终状态点B。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图：附录12给出的id图是以标准大气压B101325Pa为条件作出的。不同地

11、区应使用符合本地区大气压的id图。当缺少这种id图时，简便易行的方法是利用标准大气压的id图加以修改。其它形式的焓湿图：其它形式的焓湿图：焓湿图：焓、含湿量构成斜角坐标温湿图：温度、含湿量构成直角坐标温焓图：温度、焓构成直角坐标第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图热力学湿球温度湿球温度在id上的表示湿球温度（干湿球温度计） 第三节第三节 湿球温度湿球温度：在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到热湿平衡热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度热力学湿球温度，用ts表示。图17 绝热加湿小室（绝热加湿器） 第三节第三节 湿球温度湿球温度一、热力学湿球温度一、热力学湿球温度sssitddc

12、i)(当装置在稳定的均匀流动状态下工作，在流量不变情况下，能量平衡方程式为：移项可得：ssstddcii)(即：空气焓的增量等于蒸发的水量所具有的焓。热力学湿球温度等值线为一直线。 第三节第三节 湿球温度湿球温度二、湿球温度在二、湿球温度在id图上的表示图上的表示sssttcddtcdi19. 4ssssdtctddciii)(表示热力学湿球温度等值线状态变化的角系数为：线。线为空气的等湿球温度即st19. 42:作=4.19ts的热湿比线，即为等湿球温度线。等湿球温度线在id图上的表示：饱和线的交点；找出各等温线与100:1 第三节第三节 湿球温度湿球温度当ts=0时，=0 等湿球温度线与等

13、焓线完全重合；当ts0时，0；当ts0时，0。在工程计算中，空调工程中一般ts30，=4.19ts等湿球温度线与=0等焓线非常接近，可近似认为等焓线即为等湿球温度线。 第三节第三节 湿球温度湿球温度3: B点的温度tB即为A状态空气的湿球温度ts 。湿球温度在焓湿图上的表示：；的交点）线找到与（沿过Bconsti%1000A:21:在id图上，找出已知状态点A点；ABtB）（0consti%100 第三节第三节 湿球温度湿球温度2:由S点沿等i线与t45等温线相交得A点。例14：已知B101325Pa，t45，ts30，试id在图上确定该湿空气状态。解1：近似作图法；饱和线相交得点等温线与以S

14、ts%10030:1AStsconsti t%1003: A点即为所求的湿空气状态点。 第三节第三节 湿球温度湿球温度2:由S点作=4.19ts的热湿比线，该线与t45等温线相交得A点。解2：准确作图法；饱和线相交得点等温线与以Sts%10030:1AStsst19. 4t%1003: A点即为所求的湿空气状态点。 第三节第三节 湿球温度湿球温度三、干湿球温度计三、干湿球温度计利用普通水银温度计，将其球部用湿脱脂棉纱布包敷，则成为。湿球温度计指示温度值为球表面水的温度。只有在热湿交换达到平衡，即稳定条件下的读数才为湿球温度ts。是测定空气温度、湿度的一种仪器，有固定式和通风式两种。 第三节第三

15、节 湿球温度湿球温度干湿球温度计中平衡关系：空气对湿球的传热量Q1与湿纱布上水分蒸发需热量Q2相等，即Q1 Q2 。干湿球温度计读数差值的大小，间接反映了空气相对湿度的状况。例如：干球18度，湿球15度时，其度差3度之纵栏与湿球15度之横栏交叉68度就是表示空气的相对湿度为68%。实测应用中，为保证空气流速v2.5m/s，常采用通风式干湿球温度计。 第三节第三节 湿球温度湿球温度独立参数：stidt及、第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用例14：已知B101325Pa，t20，60，确定其ts、 tl 。ALtlconstd %1003: S、L点对应的温度ts、 tl即为A状态空气的湿球温

16、度ts和露点温度tl 。；、线的交点线作与线和等分别沿等过LSdiA%100A:2解：1:在id图上，找出已知状态点A点；Stsconsti 第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用二、空气状态变化过程在二、空气状态变化过程在id图上的表示图上的表示%100BABAdi 图上等湿加热可表示为在constd 加热器加热1、等湿（干式）加热过程、等湿（干式）加热过程途径：加热器：表面式空气加热器、电加热器热源：热水、蒸汽及电能等状态变化：等湿、增焓、升温过程0ABiidi加热过程的第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%100BCA加热器加热0ACiidi其CAdi 图上等湿冷却表示为在表冷器冷却c

17、onstd 2、等湿（干式）冷却过程、等湿（干式）冷却过程途径：，冷表面于空气露点温度冷源：冷水或其它冷媒状态变化：等湿、减焓、降温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%100BCDA固体吸湿剂吸湿i=constDAdi 图上表示为其过程在0ADADddii3、等焓减湿过程、等焓减湿过程途径：（如硅胶）状态变化：等焓、减湿、升温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%100BCD EAEAdi 图上表示为其过程在循环水喷淋i=const4、等焓加湿过程、等焓加湿过程途径：冷源：循环水循环水温将稳定在湿球温度上状态变化：等焓、加湿、降温过程0AEAEddii第四节第四节 焓湿图的应用焓

18、湿图的应用%100BC FD EA喷干蒸汽constt FAdi 图上表示为在5、等温加湿过程、等温加湿过程途径：冷源：100左右的蒸汽状态变化：等温、加湿、增焓过程，与等温线近似平行269084. 12500qqqtididdi第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%100BC FD EGAGAdi 图上表示为在6、减湿冷却（冷却干燥）过程、减湿冷却（冷却干燥）过程途径：，空气露点温度冷源：冷水或其它冷媒状态变化：减湿、减焓、降温0diddiiAGAG第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%95%90LO为了便于控制，等焓加湿、冷却减湿过程一般是处理到机

19、器露点。机器露点：处理终态点的等d线与9095的交点。喷水室比表冷器具有较高的值。热湿比及0两条线，将id图分为四个象限。%100BCD EA=0=0=象限状态参数变化趋势过程特征idt 0 增焓增湿 0 增焓减湿升温 0 减焓减湿 0 减焓增湿降温空气状态变化的四个象限空气状态变化的四个象限第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用CBACCBBAAiGGiGiGiG)( 若有两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后状态为C，质量为GC，据质量与能量守恒原理，则有：CBACCBBAAdGGdGdGdG)(（142）（143）)()(CBBACAiiGiiG（142）（143）)(

20、)(CBBACAddGddG三、两种不同状态空气混合过程的计算三、两种不同状态空气混合过程的计算第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用（144）（145）因此，A，B，C在同一条直线上。ACCBACCBBAddddiiiiGGACACCBCBddiiddii具有相同的斜率。与BCCA，且与线段分为两段，即将混合态CBACABCBCAdAdBdCiBiCdAiA%100BAACCBACCBGGddddiiiiCABC第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA显然，参与混合的两种空气的质量比与C点分割两状态联线的线段长度成反比。混合点靠近空气质量大的一端。ABGGCBACdAdBdCiBiCdA

21、iA(质量点与之不相邻的线段对应。)BGAC对应AGCB对应CGAB对应%100第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA解：1在id图上，根据已知条件确定状态点A、B，并用直线相连；145002000BAGGACCB3将线段五等分，则C点如图示。查C点的4个参数 ( i, d还可计算求)。)101325%8035/500G%6020/2000G51BAPaBthkgthkgBBAA状态（，求混合后空气，；，：已知例2混合点C在线段上的位置应符合：第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用W2NW1%100思考题：思考题：已知N、W1、W2点，请用目前所学空气处理过程表示出从W1N、W2N的实现方法。第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用W2NW1%100第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用%95%90L123452WLN2W1N1W4N1W2NL1W3NL1W5NL5L2WN