第一章-湿空气的物理性质及其焓湿图解析课件.ppt

1、Air Conditioning-Chapter 1第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用第五节第五节 空气状态参数的计算法及另一种焓湿图空气状态参数的计算法及另一种焓湿图 第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图主要内容主要内容Air Conditioning-Chapter 1第一节 湿空气的物理性质、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，空调中视为稳定的混合物。、干空气：由各种气体

2、成分组成，空调中视为稳定的混合物。、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：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。湿空气。一、基本概念一、基本概念湿空气的相关概念湿空气的相关概念 干空气干空气、饱和空气、饱和空气、未饱和空气未饱和空气；湿度（绝；湿度（绝对湿度、对湿度、相对湿度相对湿度、含湿量）；、含湿量）；比焓比焓（换热（换热器中热量）；密度和比容；器中热量）；密度和比容；露点温度露点温度（露点（露点温度和机器露点温度）；温度和机器露点温度）；湿球温度湿球温度Air Conditioning-Chapter 1Air Conditioning-Chap

3、ter 1 湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和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。因此研究湿空气中水潮湿程度，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。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。可以用理想气体、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。状态方程描述其状态参数。二、理论基础二、理论基础、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律干空气：干空气：g gg gg g湿空气：湿空气

4、：q qq qq qg gq qAir Conditioning-Chapter 11 1、湿空气的密度、湿空气的密度 g g q qP Pg g/RT/RTP Pq q/RT/RT0.003484B/T-0.00134P0.003484B/T-0.00134Pq q/T/T 一般取一般取=1.2Kg/m1.2Kg/m3 32 2、湿空气的含湿量、湿空气的含湿量d d 湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比。湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比。d d q q/g g=0.622P=0.622Pq q/P/Pg g=0.622P=0.622Pq q/(B-P/(B-Pq q)(K)(Kg g/K

5、g/Kg a)a)3 3、相对湿度、相对湿度 湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比；它表湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。P Pq q/P/Pq,bq,b100%100%d/dd/db b100%100%4 4、湿空气的焓、湿空气的焓i i 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因此可空调工程中，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。i i1.01t+(2500+1.84t)d/1000(KJ/Kg

6、 1.01t+(2500+1.84t)d/1000(KJ/Kg a)a)三、状态参数三、状态参数Air Conditioning-Chapter 1空气的焓湿图空气的焓湿图 i-Di-D图以图以h h为纵坐标，含湿量为纵坐标，含湿量d为横坐标在一定的为横坐标在一定的大气压大气压P P下绘制而成的（不同大气压下绘制而成的（不同大气压i-di-d图不同），图不同），两坐标间的夹角为两坐标间的夹角为1350。其构成包括：其构成包括：等焓线等焓线、等含湿量线等含湿量线、等温线等温线、等相对湿度线等相对湿度线、等水蒸等水蒸气分压线气分压线，热湿比线。，热湿比线。在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其

7、变化过程。在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其变化过程。确定方法有：确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。按公式计算；查表；查焓湿图。焓湿图的作用：焓湿图的作用：简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。第二节 湿空气的焓湿图 Air Conditioning-Chapter 11、等、等i线及等线及等d线线2、等温线、等温线 1.01t(25001.84t)d abd3、水蒸气分压力标尺、水蒸气分压力标尺 Pq qBd/(0.622d)f(d)4、等相对湿度线、等相对湿度线 Pq,bq,bf(t)Pq q Pq,bq,b5、热湿比线、热湿比线 i/d

8、 Q/W(KJ/Kg)Air Conditioning-Chapter 1Air Conditioning-Chapter 1第三节 湿球温度与露点温度一、湿球温度一、湿球温度 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，空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，空气以气以P，t1，d1，i1状态流入，以饱和状态状态流入，以饱和状态P，t

9、 t2，d d2，i i2流出，由于小室为绝热的流出，由于小室为绝热的，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：，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（d2d1）iw/1000i2 iw4.19tw （i2i1）/（d2d1）1000 4.19t4.19tw 在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温度等于水温，即度等于水温，即t t2t tw，所以，满足上述各式，所以，满足上述各式的的t t2或或t tw即为进口空气状态的绝热饱和温度，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。1 1、热力学湿

10、球温度、热力学湿球温度Air Conditioning-Chapter 1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。2 2、等湿球温度线、等湿球温度线Air Conditioning-Chapter 1 利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温度计，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿度计，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿球表面，因此，湿球温度计所指示的温度值实际上是球表面水的温球表面，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。度

11、。3 3、湿球温度计、湿球温度计Air Conditioning-Chapter 1 忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响，同时保持球表面忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响，同时保持球表面周围的空气不滞留，热湿交换充分。周围的空气不滞留，热湿交换充分。湿球周围空气向球表面的温差传热量为：湿球周围空气向球表面的温差传热量为：dq1a(tts)df 水吸热蒸发：水吸热蒸发：dw(Pq,bPq)df(B(B/B)/B)dq2dwr 在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时，湿球温度计的在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时，湿球温度计的指示值将是定值，此时：指示值将是定值，此时：dq1d

12、q2 a(t(tt ts)df)df (P(Pq,bP Pq)df)df(B(B/B)/B)r 此时，此时，t ts即为湿空气的湿球温度即为湿空气的湿球温度t ts，P Pq,b即为对应于即为对应于ts下的饱和空气层的水蒸气压力，整理得：下的饱和空气层的水蒸气压力，整理得：PPq,b(ts)A(tts)B Aa/(r101325)(656.75/v)10-5 P PqP Pq,b()Air Conditioning-Chapter 1二、露点温度二、露点温度 空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数，空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数，它与它与P Pq q和和d d相相关，因而不是独立参数。

13、湿空气的露点温度定义为在含湿量不变关，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。在的条件下，湿空气达到饱和时的温度。在idid图上图上(见图见图1-12)1-12)，A A状态温空气的露点温度即由状态温空气的露点温度即由A A沿等沿等d d线向下与线向下与 =100%=100%轴线交点的轴线交点的温度。显然当温度。显然当A A状态湿空气被冷却时状态湿空气被冷却时(或与某冷表面接触时或与某冷表面接触时)，只要，只要湿空气温度大于或等于其露点温度，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，则不会出现结露现象。因此，湿空气的露点温度也是断是

14、否结露的判据。湿空气的露点温度也是断是否结露的判据。1-121-12湿空气露点温度湿空气露点温度Air Conditioning-Chapter 1第四节 焓湿图的应用空气的焓湿图的应用空气的焓湿图的应用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表示空气的处理过程(湿空气状态变化过湿空气状态变化过程和不同状态空气混合过程程和不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Air Conditioning-Chapter 1一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示 1 1、湿空气的加热过程、湿空气的加热过程 利用热

15、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 AB B，。2 2、湿空气的等湿冷却过程、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，在冷表面温度等于利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等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。含湿量不变而温度降低。A AC C，。3 3、湿空气的等焓加湿过程、湿空气的等焓加湿过程 利用定量的水通过喷洒与一定状态的空气长时间直接接触，利

16、用定量的水通过喷洒与一定状态的空气长时间直接接触，则水及其表面的饱和空气层的温度等于湿空气的湿球温度。因此，则水及其表面的饱和空气层的温度等于湿空气的湿球温度。因此，此时空气状态的变化过程（此时空气状态的变化过程（A AE E）近似于等焓过程，）近似于等焓过程，4.19ts4.19ts。Air Conditioning-Chapter 14 4、湿空气的等焓加湿过程、湿空气的等焓加湿过程 利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸湿剂利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其过程的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其过程

17、（A AD D）近似于等焓降湿过程。）近似于等焓降湿过程。5 5、湿空气的等温加湿过程、湿空气的等温加湿过程 向空气中喷干蒸汽，其热湿比向空气中喷干蒸汽，其热湿比 iqiq250025001.84tq1.84tq，对于，对于低压蒸汽低压蒸汽250025001.84t1.84t，即该过程近似于等温加湿过程。，即该过程近似于等温加湿过程。6 6、湿空气的冷却去湿过程、湿空气的冷却去湿过程 使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不仅降使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（A AG G）。）。Air Cond

18、itioning-Chapter 1图图1-131-13几种典型的湿几种典型的湿空气状态变化过程空气状态变化过程电加热器电加热器表面式冷却器表面式冷却器固体吸湿剂固体吸湿剂表面式冷却器表面式冷却器冷媒冷媒冷媒冷媒凝结水凝结水蒸汽蒸汽Air Conditioning-Chapter 1Air Conditioning-Chapter 1二、不同状态空气的混合态在二、不同状态空气的混合态在i iD D图上的确定图上的确定 1 1、混合定律、混合定律空气混合遵守质量、热量守恒，则：空气混合遵守质量、热量守恒，则：CBABBAACBABBAAdGGdGdGiGGiGiG)()(由以上两式得：由以上两式

19、得：CACABCBCCABCCABCbAddiiddiiddddiiiiGG因此，因此，A A，C C，B B在同一直线上，而且有：在同一直线上，而且有：BACABCCABCGGddddiiiiACCB 显然，参与混合的两种空气的质量比与显然，参与混合的两种空气的质量比与C C点分割两状态联线的点分割两状态联线的线段长度成反比。据此，线段长度成反比。据此，在在i id d图上求混合状态时，只需将线段图上求混合状态时，只需将线段ABAB划分成满足划分成满足G GA AG GB B比例的两段长度，并取比例的两段长度，并取C C点使其接近空气质量点使其接近空气质量大的大的端，而不必用公式求解。端，而

20、不必用公式求解。Air Conditioning-Chapter 1 两种空气混合，若混合点处于两种空气混合，若混合点处于“结雾区结雾区”，则此种状态空气，则此种状态空气是饱和空气加水雾，是一种不稳定状态。假定饱和空气状态为是饱和空气加水雾，是一种不稳定状态。假定饱和空气状态为D D，则混合点则混合点C C的焓值应为的焓值应为D D的焓值与水雾的焓值之和，即：的焓值与水雾的焓值之和，即：iitddddCDDCD419.,图图1-141-14几种状态空气的混合几种状态空气的混合Air Conditioning-Chapter 1第五节 空气状态参数的计算法及另一种焓湿图 TtPttPttPPtA tt BAPPdPBPqbqbqqbssqqbqq27315290574562118762743542023299023890939230398000000667100%0622.exp(.)()exp(.)()()().*.一、空气状态参数的计算式一、空气状态参数的计算式Air Conditioning-Chapter 1itdtBTPTtf Pqlq1012501 1840003484000134.(.).()ddid二、另一种焓湿图二、另一种焓湿图