超详细的焓湿图的应用

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第2章湿空气的状态与焓湿图的应用

第一课:湿空气

§2.1湿空气的组成和状态参数

一、湿空气的组成

湿空气=干空气+水蒸气+污染物

1.干空气:N2—78.09%

O2—20.95%

C O2—0.03%看成理想气体

N e—气体常数:R g=287J/k g.k

H e—0.93%

A r—

2.水蒸气—看成理想气体,气体常数—461J/k g.k

3.污染物

从空气调节的角度:湿空气=干空气+水蒸气(干空气成分基本不变,水蒸气变化大)

二、湿空气的状态参数

1.压力P(单位:帕,P a)

(1)大气压力:

定义:地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力;

特点:不是一个定值,随海拔高度变化而变化,随季节天气变化而变化。

一个标准大气压为1a t m=101325P a=1.01325b a r

当地大气压=干空气分压力+水蒸气分压力(B=P g+P q)

其中水蒸气分压力(P q)

定义:湿空气中,水蒸汽单独占有湿空气的容积,并具有与湿空气相同的温度时,所产生的压力称为水蒸气分压力。

湿空气可看成理想的混合气体,湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和:

P(B)=P g+P q

湿空气中水蒸气含量越多,则水蒸气的分压力越大。

2.温度t(单位:摄氏温标0C)

t(℃)以水的冰点温度为起点0℃,水的沸点100℃为定点。3.湿空气的密度ρ

定义:单位容积空气所具有的质量,

即(k g/m3)

计算式

结论:①湿空气比干空气轻。

②阴凉天大气压力比晴天低。

③夏天比冬天大气压力低。

标准状态下,干空气密度

ρ干=1.205k g/m3,湿空气密度略小于干空气密度。

工程上取ρ湿=1.2k g/m3

4.含湿量d(单位:g/k g干空气):

定义:对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。

d=62

2g/k g干空气

在一定范围内,空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加,但是,在一定的温度下,湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度,即空气所达到饱和状态,成为饱和空气。相应具有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。

空气温度与饱和水蒸气分压力、饱和含湿量的关系(B=101325P a)

表1-1

空气温度t/0C 饱和水蒸气分压力

P q,b(饱和)/P a

饱和含湿量

d b(饱和)/g/k g(干空气)

10 20 30

1225

2331

4232

7.63

14.70

27.20

从表1-1看出,当温度增加时,湿空气的饱和水蒸气分压力、饱和含湿量也随之增加。

结论:①B一定时,d随P q升高而增大,反之亦然。

②d一定时,P q随B升高而上升,随B降低而下降。

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5.相对湿度φ:

定义:表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。

相对湿度=ⅹ100%φ=ⅹ100%

空气φ=0时,是干空气,φ=100%时为饱和湿空气。

注意φ与d的区别:φ表示空气接近饱和的程度,空气在一定温度下的吸水能力,但并不反映空气中水蒸气的含量。d表示空气中水蒸气的含量,却无法直接反映出空气的潮湿程度和吸水能力。

例如,A空气t=100C,d=7.63g/k g干空气;

B空气t=300C,d=15g/k g干空气

A空气d b(饱和)=7.63g/k g干空气,φ=100%为饱和空气;

B空气d b(饱和)=27.20g/k g干空气,φ=55%左右,为未饱和空气,具有较大吸湿能力。

结论:ф能表示空气的饱和程度,但不能表示水蒸气的含量。

d则相反,它能表示水蒸气的含量,但不能表示空气的饱和程度。

6.焓i(单位:kJ/k g干空气)

在空气调节中,空气的压力一般变化很小,近似于定压过程。而在定压过程中,可以直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。

湿空气的焓是以1k g干空气作为计算基础,同时取00C的干空气和00C的水的焓为零,则含有1k g干空气的湿空气所具有的焓表示为i (k J/k g干空气);

1k g干空气的焓表示为i g(k J/k g干空气);水蒸气的焓为表示i q(k J/k g 水蒸气)。

所以,i=i g+d×i q

=(1.01+1.84d)t+2500d(注:d以k g/k g干空气计算)

=显热(随着温度变化的热量)+潜热(00C的d千克水的汽化潜热,仅仅与d有关)

例如,大气压为101325P a,温度为200C,相对湿度为90%,求湿空气的含湿量和焓。

解:查表1-1得,200C时饱和湿空气的水蒸气分压力P q,b=2331P a,

(1)由φ=ⅹ100%得湿空气的水蒸气分压力为

P q=φ×P q,b=0.9×2331=2097.9P a

(2)由d=622/k g干空气得湿空气的含湿量为

d=622×=13.2g/k g(干空气)

(3)由i=(1.01+1.84d)t+2500d得湿空气的焓为

i=(1.01+1.84×13.2×10-3)×20+2500×13.2×10-3=53.7k J/k g (干空气)

7.湿空气的露点湿度t l

定义:在含湿量不变的条件下,使未饱和空气冷却到饱和状态的温度叫做露点温度t l。

实例:秋季凌晨草地上挂露珠;冬季玻璃窗户上结冰花;夏季冷水管表面“出汗”等现象。

掌握露点温度的意义在于可以利用这个原理来完成空气冷却减湿的

过程。

8.空气湿球温度t s

定义:用湿球温度计在空气中测量出来的湿度值,就称为湿球温度t s

结论:空气中所含水蒸汽越少,则湿球温度越低,干、湿球温差就越大;反之,干、湿球温差越小,表明空气越湿润。

第二课:焓--湿图(2学时)

§1-2湿空气的焓-湿图

由i=1.01t+(2500+1.84t)d可知焓i由温度t和含湿量d决定;

由d=622φP q,b/(B-φP q,b)及P q,b由t决定可知当B一定时,相

对湿度φ由温度t和含湿量d决定;

由d=622可知当B一定时,水蒸气分压力P q由d决定。

所以,在空气的6个状态参数t、d、B、I、φ、P q中,t、d、B是独立参数,其余参数可以从t、d、B三个独立参数计算出来。空调过程中取B为定值。

说明:1.焓湿图是在大气压力B为某个定值时做出的,如果B不同,则所求参数也不同。

在实际应用中,为避免图面过大,常将坐标d改为水平线。

2.热湿比=湿空气焓的变化量/含湿量的变化量=湿空气的热量变化量/湿量变化量

ε=Δi/Δd()=Q/W(),

ε=1000×Δi/Δd()。

热湿比说明空气状态变化的方向和特征,应用热湿比确定空气状态变化过程,热湿比在焓湿图上是空气初末状态连线的斜率。

3.当大气压一定时,水蒸气分压力P q与含湿量d是一一对应关系,在d轴的上方设一条水平线,标出与d所对应的P q值。

例题1:例如,大气压为101325P a,温度为200C,相对湿度为90%,用焓湿图查出湿空气的含湿量和焓。

解:由温度200C,相对湿度为90%在焓湿图上确定湿空气的状态点,由该点查出:湿空气的含湿量为d=13.2g/k g(干空气);

湿空气的焓为i=53.7k J/k g(干空气)。

例题2:已知大气压力为101325P a,在焓湿图上确定空气的状态参数。

1、t=220C,φ=65%

2、i=45k J/k g(干空气),d=7.2g/k g(干空气)

3、t=220C,d=7.2g/k g(干空气)

第三课:焓湿图的应用(2学时)

§1-3焓湿图的应用

一、根据空气的干湿球温度在焓湿图上确定空气的状态和露点温度

1、干湿球温度计有两个温度计,一个测量空气的实际温度,称为干球温度t,另一个反映湿球纱布上热湿平衡的水温,即湿球纱布周围的饱和空气的温度,称为湿球温度t s。实际上,t和t s较容易测量,所以用干湿球温度计测定空气状态成为常用的主要手段。

2、根据空气的干湿球温度在焓湿图上确定空气的状态

方法一:等湿球温度线法

根据计算,周围空气经过湿球变成饱和空气的过程中,空气状态变化过程的热湿比为

ε=4.19t s

在焓湿图上,ε=4.19t s的线即为等湿球温度线。

在焓湿图上,作湿球温度t s的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B点,然后过B点作ε=4.19 t s的等湿球温度线,等湿球温度线与干球温度t的等温线相交于A,则A点即为所求空气的状态点。

方法二、等焓线法

由于湿球温度t s≤300C,热湿比ε=4.19 t s的过程线与ε=0的等焓线非常接近,所以在空调过程中用等焓线代替等湿球温度线。

在焓湿图上,作湿球温度t s的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B 点,然后过B点作ε=0的等焓线,等焓线与干球温度t的等温线相交于C点,则C点即为所求空气的状态点。

例题1:用干湿球温度计测得某一状态空气的干球温度t=200C,湿球温度t s=150C,试在焓湿图上确定空气状态点及空气的相对湿度、含湿量和焓。

解:

方法一:等湿球温度线法

在焓湿图上,作湿球温度t s=150C的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B点,然后过B点作ε=4.19t s=4.19×15=63的等湿球温度线,等湿球温度线与干球温度t=200C的等温线相交于A,则A点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:

空气的相对湿度为58.8%,含湿量为8.5g/k g干空气,焓=41.8k J/k g 干空气。

方法二、等焓线法

在焓湿图上,作湿球温度t s=150C的等温线与相对湿度100%的饱

和线交于B点,然后过B点作ε=0的等焓线,等焓线与干球温度t=200C的等温线相交于C点,则C点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:空气的相对湿度为58.9%,含湿量为

8.52g/k g干空气,焓=41.8k J/k g干空气。

例题2、已知B=101325P a,干球温度t=450C,湿球温度t s=300C,试在焓湿图上确定该湿空气状态参数(h、d、φ)。

解:方法一:等湿球温度线法

在焓湿图上,作湿球温度t s=300C的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B点,然后过B点作ε=4.19 t s=4.19×30=125.7的等湿球温度线,等湿球温度线与干球温度t=450C的等温线相交于A,则A点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:

空气的相对湿度为34%,含湿量为20.6g/k g干空气,焓=98.6k J/k g干空气

方法二、等焓线法

在焓湿图上,作湿球温度t s=300C的等温线与相对湿度100%的饱

和线交于B点,然后过B点作ε=0的等焓线,等焓线与干球温度t=450C的等温线相交于C点,则C点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:

空气的相对湿度为34.8%,含湿量为21.1g/k g干空气,焓=100k J/k g 干空气。

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3、根据空气的干湿球温度在焓湿图上确定露点温度

结露:某一状态的未饱和空气,在含湿量不变的情况下,把该空气的温度下降到某一临界温度t l时,空气达到饱和,当温度进一步下降,空气中多余的水份凝结出来,形成露水。

露点温度:某一状态的空气在含湿量不变的情况下,冷却到饱和状态(φ=100%)时所具有的温度。

露点温度是判断湿空气是否结露的依据,只要湿空气的温度大于或等于其露点温度,则不会出现结露现象。

在焓湿图上确定露点温度的方法:首先在焓湿图上确定空气的状态点

A,查出其含湿量d,然后由A点沿等焓线d向下与φ=100%线交于L 点,则L点对应的温度即为露点温度。

例题1:用干湿球温度计测得某一状态空气的干球温度t=200C,湿球温度t s=150C,试在焓湿图上确定空气状态点及露点温度。

解:在焓湿图上,作湿球温度t s=150C的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B点,然后过B点作ε=0的等焓线,等焓线与干球温度t=200C的等温线相交于A点,则A点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:

空气的相对湿度为58.9%,含湿量为8.52g/k g干空气,焓=41.8k J/k g 干空气。

然后由A点沿等焓线d向下与φ=100%线交于L点,则L点对应的温度即为露点温度。

例题2、已知B=101325P a,干球温度t=450C,湿球温度t s=300C,试在焓湿图上确定该湿空气状态点及露点温度。

解:在焓湿图上,作湿球温度t s=300C的等温线与相对湿度100%的饱和线交于B点,然后过B点作ε=0的等焓线,等焓线与干球温度t=450C的等温线相交于A点,则A点即为所求空气的状态点。在B=101325P a的焓湿图上查出:

空气的相对湿度为34.8%,含湿量为21.1g/k g干空气,焓=100k J/k g 干空气。

然后由A点沿等焓线d向下与φ=100%线交于L点,则L点对应的温度即为露点温度。

<<返回

二、利用热湿比在焓湿图上确定空气的状态变化

例题:已知B=101325P a,湿空气的初参数t A=200C,φA=60%,当加入10000k J/h的热量和2k g/h湿量后,温度t B=280C,求湿空气的终状态。B`

解:

方法一:平行线法

在焓湿图上,根据湿空气的初参数t A=200C,φA=60%找到空气状态点A。

求热湿比ε=Δi/Δd()=Q/W()=10000/2=

5000k J/k g

过A点作与热湿比ε线的平行线,即为状态A的变化方向,此线与温

度t B=280C的等温线的交点B,即为湿空气的终状态点。由B点查出:φB=51%,d B=12g/k g干空气,i B=59k J/k g干空气。

方法二:辅助点法

在焓湿图上,根据湿空气的初参数t A=200C,φA=60%找到空气状态点A。

求热湿比ε=Δi/Δd=Q/W=10000/2=5000k J/k g

任取Δd=4g/k g干空气=0.004k g/k g干空气

则有Δi=5000×0.004=20k J/k g干空气

在焓湿图上,做出Δd=4g/k g干空气等焓湿线和Δi=20k J/k g干空气等焓线的交点C,C称为辅助点。点A与点C的连线与终态温度t B=280C的等温线的交点B,则点B为所求的湿空气的终状态点。查得i B

=59k J/k g干空气。

三、利用焓湿图确定两种不同状态空气混合后的状态

设有两种状态的空气混合,A状态的质量为G A,B状态的质量为G B,混合后的状态为C。根据混合定律,混合点C在焓湿图A B的连线上,所分成两段直线的长度之比与参与混合的两种空气质量成反比,即混合点靠近质量大的空气状态的一端。

例题:某空调系统采用新风和部分室内回风混合处理后送入空调房间。已知大气压力B=101325P a,回风量G A=2000k g/h,回风状态t A =200C,φA=60%。新风量G B=500k g/h,回风状态t B=350C,φB=80%。试确定混合后空气的状态。

解:

1.在焓湿图上,根据已知状态参数找到状态点A和B,并以直线相连。

2.混合点C在A B上的位置应符合

3.将A B线段分成五等分,则C点应在接近A状态(质量重)的一等分处。

4.查焓湿图得t C=23.10C,i C=56k J/k g干空气,d C=12.8g/k g干空气,φC=73%。

幻灯片1

第八章物料干燥

●重点:空气的焓湿图、干燥机理、干燥

●曲线、干燥时间的计算;

难点:空气的焓湿图、干燥机理;

幻灯片2

第一节概述

●去湿:除去物料中的水分和或其它溶剂(统称为湿分)的过程。

●去湿的方法:

●机械去湿法:即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。

●物理化学去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高,操作

麻烦,只适用于小批量固体物料的去湿,或用于除去气体中的水分。

●热能去湿法:如蒸发、干燥等

用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,并将产生的蒸气排除,藉此来除去固体物料中湿分的操作,称为固体的干燥。

幻灯片3

●干燥过程的分类

●按操作压力:常压干燥、真空干燥

●按操作方式:连续式、间歇式

●按传热方式:传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥,以及由其中两种或三

种方式组成的联合干燥。

幻灯片4

●在工业上应用最普遍的是对流干燥。通常使用的干燥介质是空气,被除去的湿分是水

分。空气既是载热体又是载湿体。

● 物料的干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。

● 干燥过程进行的条件:被干燥物料表面所产生水汽(或其它蒸汽)的压力大于干燥介

质中水汽(或其它蒸汽)的分压,压差越大,干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走,以保持一定的汽化水的推动力。

幻灯片5

第二节 湿空气的性质及湿度图

一、湿空气的性质

1 水蒸气分压pv

空气中水蒸气分压愈大,水分含量就愈高,根据气体分压定律,则有

g

v

v v g v n n p P p p p =-=

2 湿度(humidity)H

又称为湿含量或绝对温度(absolute humidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示,使用符号H,其单位为:kg 水气/kg 干空气 。

g

g v v M n M n H =

=量湿空气中绝干空气的质湿空气中水气的质量

幻灯片6

常温下,湿空气可视为理想气体,则有

v

v

v v p P p p P p H -=-=622

.0)(2918

在饱和状态时,湿空气中水蒸气分压pv 等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps ,则有

s

s

s p P p H -=622

.0

由于水的饱和蒸气压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数,即

)

,(P t f H s =

幻灯片7

3 相对湿度 φ

在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压pv 与同温度下水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数,称为相对湿度(relative humidity),用符号φ表示,即

%

100?=s

v

p p ?

当pv=0时,φ=0,表示湿空气不含水分,即为绝干空气。 当pv=ps 时,φ=1,表示湿空气为饱和空气。

幻灯片8

相对湿度和绝对湿度的关系

相对湿度和绝对湿度的关系

● 相对湿度:可以说明湿空气偏离饱和空气的程度,能用于判定该湿空气能否作为干燥

介质,φ值与越小,则吸湿能力越大。

● 湿度:是湿空气含水量的绝对值,不能用于分辨湿空气的吸湿能力。

在一定总压和温度下,两者之间的关系为

s

s

p P p H ??-=622

.0

幻灯片9

4 湿空气的比热CH

在常压下,将湿空气中1kg 绝干空气及相应Hkg 水汽的温度升高(或降低)1oC 所需要(或放出)的热量,称为比热,又称为湿热,用符号CH 表示,单位是kJ/(㎏绝干气·oC),即

在常用的温度范围内,有

H

c H 88.101.1+=

上式说明:湿空气的比热只是湿度的函数。 幻灯片10

5 湿空气的焓 I

湿空气中1kg 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和,称为湿空气的焓,用符号I 表示,单位是kJ/kg 干空气。

注:空气的焓是根据干空气及液态水在0 oC 时焓为零作基准而计算的,因此,对于温度为t 及湿度为H的湿空气,其焓包括由0o C 的水变为0o C 的水汽所需的潜热及湿空气由0oC 升温至t oC 所需的显热之和,即

H

H Hr t Hc c I v g 2490)88.101.1()(0

++=++=

幻灯片11

6 湿空气的比容vH

在湿空气中,1kg 绝干气体积和相应的Hkg 水气体积之和,称为湿空气的比容,亦称湿容积(humid volume),用符号vH 表示,单位为:m3湿空气/kg 绝干气。

绝干气

水气绝干气kg m m v H 3

3+=

v

g H Hc c c +=式中 cH ——湿空气的比热, kJ/(㎏绝干气·oC); cg ——绝干空气的比热, kJ/(㎏绝干气·oC); cv ——水气的比热, kJ/(㎏水气·oC) I=Ig+IvH

式中I——湿空气的焓,kJ/kg 绝干气;

Ig ——绝干空气的焓,kJ/kg 绝干气; Iv ——水气的焓,kJ/kg 水气。

P

t H P

t H v H 5

5

10

013.12732734.22)244.1772.0(10013.12732734.22)18291(??

+??+=??

+??+=

幻灯片12

7 露点 td

不饱和的空气在湿含量H不变的情况下冷却,达到饱和状态时的温度,称为该湿空

气的露点(dew piont),用符号td 表示。 在露点时,空气的湿度为饱和湿度,φ=1。

d

d d t s t s t s p P p H ,,,622.0-=

d

d d t s t s t s H P H p ,,,622.0+=

当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝结出来。空气的总压一定,露点时的饱和水蒸汽压ps,td 仅与空气的湿度Hs,td 有关,即 ps,td=f(Hs,td) 或 td= (Hs,td) 湿度越大,td 越大。 幻灯片13

干球温度t 和湿球温度tw

8 干球温度t 和湿球温度tw

干球温度t :空气的温度 湿球温度tw :

不饱和空气的湿球温度tw 低于干球温度t 。 形成原理(如图所示):

幻灯片14

在稳定状态时,空气向湿纱布表面的传热速率为: Q=αS (t-tw ) 气膜中水气向空气的传递速率为:N=kH (Hs,tw-H )S

在稳定状态下,穿热速率和传质速率之间的关系为:Q=Nrtw

)

(,H H r k t t tw s tw

H w --

对空气~水蒸气系统而言, α/kH=1.09 强调:

● 湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度,而并不代表空气的真实温度,由于此温度由

湿空气的温度、湿度所决定,故称其为湿空气的湿球温度,所以它是表明湿空气状态或性质的一种参数。

● 对于某一定干球温度的湿空气,其相对湿度越低,湿球温度值越低。对于饱和湿空气

而言,其湿球温度与干球温度相等。

幻灯片15

绝热饱和温度

9 绝热饱和温度tas

tw

补充液,温度tw

空气 湿度H 温度t

形成原理:

绝热降温增湿过程及等焓过程

绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和,则空气的温度不再下降,而等于循环水的温度,称此温度为该空气的绝热饱和温度,用符号tas 表示,其对应的饱和湿度为Has ,此刻水的温度亦为tas 。

在空气绝热增湿过程中,空气失去的是显热,而得到的是汽化水带来的潜热,空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化,但其焓值不变。 幻灯片16

塔顶和塔底处湿空气的焓分别为:

20

1)()(r H t c H c I Hr t Hc c I as as v as g v g ++=++=

湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程,即:I1=I2

由于H和Has 值与l 相比皆为一很小的数值,故可视为CH 、CHas 不随湿度而变,即CH=CHas 。则有

空气

tas ,Has ,I2

空气 t ,H ,I1

补充水 tas

tas

)

(0

H H c r t t as H

as --=

幻灯片17

实验测定表明,对于在湍流状态下的空气-水蒸气系统而言,a/kH ≈ CH , 同时 r00≈ rtw ,故在一定温度t 和湿度H 下,有

as

w t t ≈

强调:绝热饱和温度tas 与湿球温度tw 是两个完全不的概念。但是两者都是湿空气状态(t 和H)的函数。特别是对空气-水气系统,两者在数值上近似相等,对其他系统而言,不存在此关系。

幻灯片18

对空气-水蒸气系统 ,干球温度、绝热饱和温度(或湿球温度)及露点之间的关系为:

对于不饱和湿空气: t>tas (或tw )>td 对于饱和的湿空气: t = tas (或tw ) =td

幻灯片19

二、湿空气的湿度图

在工程计算中,常用的是以湿空气的焓值I 为纵坐标,湿度H 为横坐标的焓湿图,即I-H 图。

图上共有五种线,图上任一点都代表一定温度t 和湿度H的湿空气状态。 ● 等湿度线(等H 线): ● 等焓线(等I 线): ● 等温线(等t 线):

● 等相对温度线(等φ线) ● 水蒸汽分压线:

幻灯片20

1 等湿度线(等H 线)

一组与纵轴平行的直线。在同一条等H 线上,湿空气的露点td 不变。

2 等焓线(等I 线)

一组与横轴平行的直线 。在同一条等I 线上,湿空气的温度t 随湿度H 的增大而下降,但其焓值不变。 3 等温线(等t 线) I=(1.88t+2490)H+1.01t

当空气的干球温度t 不变时,I 与H 成直线关系,故在I-H 图中对应不同的t ,可作出

许多等t 线。 各种不同温度的等温线,其斜率为(1.88t+2492),故温度愈高,其斜率愈大。因此,这许多成直线的等t 线并不是互相平行的。

幻灯片21

4 等相对温度线(等φ线)

s

s

p P p H ??-=622

.0

当湿空气的湿度H为一定值时,温度愈高,其相对湿度φ值愈低,即其作为干燥介质

时,吸收水汽的能力愈强,故湿空气进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度,目的除了提高湿空气的焓值使其作为载热体外,也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。

5 水蒸汽分压线

H

HP

p v +=

622.0

该线表示空气的湿度H与空气中的水蒸汽分压pv 之间关系曲线。当湿空气的总压P不变时,水蒸汽的分压pv 随湿度H而变化。水蒸汽分压标于右端纵轴上,其单位为kN/m2。 幻灯片22

湿焓图的说明与应用

根据湿空气任意两个独立的参数,就可以在H-I 图上确定该空气的状态点,然后查出空气的其他性质。

非独立的参数如:td~H ,p~H ,td~p ,tw~I ,tas~I 等,它们均在同一等H 线或等I 线上。

焓湿图(I-H图)应用

二、焓湿图(I-H 图)的应用 湿度图中的任意点均代表某一确定的湿空气状态,只要依据任意两个独立参数,即可在I-H 图中定出状态点,由此可查得湿空气其它性质。 如图7-6,湿空气状态点为A 点,则各参数 分别为: (1)湿度H 由A 点沿等湿线向下与辅助水 平轴相交,可直接读出湿度值。 (2)水汽分压p v 由A 点沿等湿线向下与水 汽分压线相交于C 点,在右纵坐标上读出水汽分 压值。 (3)焓I 通过A 点沿等焓线与纵轴相交, 即可读出焓值。 (4)露点温度t d 由A 点沿等湿线向下与%100=?相交于B 点,由通过B 点的等t 线读出露点温度值。 (5)湿球温度t w (或绝热饱和温度t as ) 过A 点沿等焓线与%100=?相交于D 点,由通过D 点的等t 线读出湿球温度t w 即绝热饱和温度t as 值。 例7-3 在总压101.3kPa 时,用干、湿球温度计测得湿空气的干球温度为20℃,湿球温度为14℃。试在I-H 图中查取此湿空气的其它性质:(1)湿度H ;(2)水汽分压p v ;(3)相对湿度φ;(4)焓I ;(5)露 点t d 。 解:如附图所示,作t w =14℃的等温线与φ =100%线相交于D 点,再过D 点作等焓线与 t=20℃的等温线相交于A 点,则A 点即为该湿空 气的状态点,由此可读取其它参数。 (1)湿度H 由A 点沿等H 线向下与辅助 水平轴交点读数为H =0.0075kg/kg 干气。 (2)水汽分压p v 由A 点沿等H 线向下与水汽分压线相交于C 点,在右纵坐标上读图7-6 I-H 图的用法 H I 例7-3 附图

出水汽分压p v =1.2kPa 。 (3)相对湿度φ 由A 点所在的等φ线,读得相对湿度φ=50% (4)焓I 通过A 点沿等焓线与纵轴相交,读出焓值I =39kJ/kg 干气。 (5)露点t d 由A 点沿等湿线向下与%100=?相交于B 点,由通过B 点的等t 线读出露点温度t d =10℃。 从图中可明显看出不饱和湿空气的干球温度、湿球温度及露点温度的大小关系。

超详细的焓湿图的应用

第2章湿空气的状态与焓湿图的应用 第一课:湿空气 §2.1湿空气的组成和状态参数 一、湿空气的组成 湿空气=干空气+水蒸气+污染物 1.干空气:N2—78.09% O2—20.95% C O2—0.03%看成理想气体 N e—气体常数:R g=287J/k g.k H e—0.93% A r— 2.水蒸气—看成理想气体,气体常数—461J/k g.k 3.污染物 从空气调节的角度:湿空气=干空气+水蒸气(干空气成分基本不变,水蒸气变化大) 二、湿空气的状态参数 1.压力P(单位:帕,P a) (1)大气压力: 定义:地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力; 特点:不是一个定值,随海拔高度变化而变化,随季节天气变化而变化。 一个标准大气压为1a t m=101325P a=1.01325b a r 当地大气压=干空气分压力+水蒸气分压力(B=P g+P q) 其中水蒸气分压力(P q) 定义:湿空气中,水蒸汽单独占有湿空气的容积,并具有与湿空气相同的温度时,所产生的压力称为水蒸气分压力。 湿空气可看成理想的混合气体,湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和:

P(B)=P g+P q 湿空气中水蒸气含量越多,则水蒸气的分压力越大。 2.温度t(单位:摄氏温标0C) t(℃)以水的冰点温度为起点0℃,水的沸点100℃为定点。 3.湿空气的密度ρ 定义:单位容积空气所具有的质量,即(k g/m3) 计算式: 结论:①湿空气比干空气轻。 ②阴凉天大气压力比晴天低。 ③夏天比冬天大气压力低。 标准状态下,干空气密度 ρ干=1.205k g/m3,湿空气密度略小于干空气密度。 工程上取ρ湿=1.2k g/m3 4.含湿量d(单位:g/k g干空气): 定义:对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。 d=622g/k g干空气 在一定范围内,空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加,但是,在一定的温度下,湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度,即空气所达到饱和状态,成为饱和空气。相应具有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。 空气温度与饱和水蒸气分压力、饱和含湿量的关系(B=101325P a) 表1-1 空气温度t/0C 饱和水蒸气分压力 P q,b(饱和)/P a 饱和含湿量 d b(饱和)/g/k g(干空气) 10 20 30 1225 2331 4232 7.63 14.70 27.20

第2章 湿空气的状态与焓湿图的应用

https://www.360docs.net/doc/35752880.html,/zykt/2/2.1.html 第2章湿空气的状态与焓湿图的应用 第一课:湿空气 §2.1湿空气的组成和状态参数 一、湿空气的组成 湿空气=干空气+水蒸气+污染物 1.干空气:N2—78.09% O2—20.95% C O2—0.03%看成理想气体 N e—气体常数:R g=287J/k g.k H e—0.93% A r— 2.水蒸气—看成理想气体,气体常数—461J/k g.k 3.污染物 从空气调节的角度:湿空气=干空气+水蒸气(干空气成分基本不变,水蒸气变化大) 二、湿空气的状态参数 1.压力P(单位:帕,P a) (1)大气压力: 定义:地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力; 特点:不是一个定值,随海拔高度变化而变化,随季节天气变化而变

化。 一个标准大气压为1a t m=101325P a=1.01325b a r 当地大气压=干空气分压力+水蒸气分压力(B=P g+P q) 其中水蒸气分压力(P q) 定义:湿空气中,水蒸汽单独占有湿空气的容积,并具有与湿空气相同的温度时,所产生的压力称为水蒸气分压力。 湿空气可看成理想的混合气体,湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和: P(B)=P g+P q 湿空气中水蒸气含量越多,则水蒸气的分压力越大。 2.温度t(单位:摄氏温标0C) t(℃)以水的冰点温度为起点0℃,水的沸点100℃为定点。 3.湿空气的密度ρ 定义:单位容积空气所具有的质量,即(k g/m3) 计算式: 结论:①湿空气比干空气轻。 ②阴凉天大气压力比晴天低。 ③夏天比冬天大气压力低。 标准状态下,干空气密度 ρ干=1.205k g/m3,湿空气密度略小于干空气密度。 工程上取ρ湿=1.2k g/m3 4.含湿量d(单位:g/k g干空气): 定义:对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。 d=622g/k g干空气 在一定范围内,空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加,但是,在一定的温度下,湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度,即空气所达到饱和状态,成为饱和空气。相应具有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。

焓湿图例题解析

,符合要求。 换气次数(次/h ) 150~20 >8 ≥5 h kg s g /) /(231.0

A B C A h h q q h h -=-A B C A d d q q d d -=-B C C A h h h h d d d d --=--A C A C A B d d h h q BC CA d d h h q --===--混合后空气质量为:q C =q A +q B (kg/s) 状态为C : (h C ,d C ) 混合原理 空气的热平衡:q C h C =q A h A +q B h B ;空气水分的湿平衡:q C d C =q A d A +q B d B ; 将 q C =q A +q B 代入以上两式,整理得: 1) q A h C +q B h C =q A h A +q B h B ? q A h C -q A h A =q B h B -q B h C ; 2) q A d C +q B d C =q A d A +q B d B ? q A d C -q A d A =q B d B -q B d C ; (与流量成反比) 上式分别为CB 、AC 的斜率,可见AC 与BC 具有相同斜率, C 点又为公共点,所以A ,C ,B 在同一直线上。混合点C 将直线AB 分为两段,即AC 与CB 。 混合点C 的位置:混合点C 将线段AB 分成两段,两段长度之比和参与混合的两

℃,机器露点?为90%,新风百)新风冷负荷,3)加热段的再热负

解:1)计算室内热湿比:ε=Q/W=4.8KW/(0.6/1000)Kg/s =8000 2)画空气处理过程焓湿图如上:先画出室外状态W点和室内状态N点(即回风状态),查焓湿图表,查得:hw=99.681KJ/Kg, dw=24.662g/Kg, h N=58.471KJ/Kg, d N=12.636g/Kg, 3)由于新风处理到室内状态的等焓,新风处理出风点L的状态参数如下: h L=h N=58.471KJ/Kg,ΦL=90%,查得d L=14.477g/Kg 4)由于管温升,新风升温到K点状态温度23℃,且含湿量不变,即 d K=d L=14.477g/Kg,查得:h K=60.053KJ/Kg; 5)室内空气经风机盘管冷却出风M点温度为16℃,且相对湿度ΦM=90%,查得M点状态参数:h M=41.998KJ/Kg, d M=10.21g/Kg; 6)送风状态O点风机盘管出风M与新风K连线与热湿比线的交点,即风机盘管出风与新风的混合空气状态点,查h-d图得:h O=45.05KJ/Kg, d O=11g/Kg;7)总送风质量:G=Q/(h N-h0)=4.8/(58.47-45.05)(Kg/s) =0.3576751 (Kg/s) 总送风量:V=G/ρ=0.367576/1.2(m3/s)=0.298(m3/s)=1073(m3/h) 8)风机盘管送风量: V f=V*(h K-h0)/(h K-h M)=1073*(60.053-45.05)/(60.053-41.998)=891.44m3/h G f=G*(h K-h0)/(h K-h M)=0.357675*0.8307(Kg/s)=0.29712(Kg/s) 9)风机盘管制冷量:Q f=G f*(h N-h M)=0.29712*(58.47-41.998)(KW)=4.8936KW

焓湿图的分析应用

图1:网络

焓(kj/kg):一千克的物质含多少千焦能量。 可简单理解为广义的内能,就是空气含多少能量。 热湿比:焓的变化(△h)和含湿量的变化(△d)的比值。 热量和含湿量两者的变化值的比值。 ?等值线 图2:木又寸等温线:线上的温度相同。它的平行线也都是等温线。 同样的温度,空气的含湿量越大,相对湿度和焓值越大。(非水平) 等焓线:线上的焓值相同。它的平行线也都是等焓线。 同样的焓值,空气温度上升,含湿量在下降。 等湿度线:线上的湿度相同。它的平行线也都是等湿度线。

同样的含湿量,空气温度越低,焓值(能量)越低。 等相对湿度线:线上的相对湿度相同。它的平行线也都是等相对湿度线。同样的相对湿度,空气温度越高,焓值(能量)越高。 ?【小应用】 露点温度:空气中的水蒸气变为露珠时候的温度。图2中A点的温度35℃,相对湿度100%、焓值130kj/kg,含湿量36.6g/kg。 图3:木又寸

这时如果温度下降到30℃,含湿量和气压不变。A点就到了B点(虚拟点)的状态。这时的相对湿度大于100%,多余的水就会从气态凝结成水珠,直到相对湿度小于或等于100%。 到这里你应该能够看懂焓湿图了,下面来再试牛刀。 ?【大应用】 举例说明:冬夏空调使用和焓湿图对应变化。 图4:暖通妹 A点:正常夏天没有开空调的房间,温度:30℃,相对湿度:60%,含湿量: 13.6g/kg。 A → C (夏天家用空调降温线) 含湿量变小:房间中人和物“吐”出的水蒸气<空调外机排水 焓值减少:房中人和物散发的热量<空调的制冷量 如果房间太大或开着窗,上面可能就是大于,房间就冷不起来。 温度降低:焓值减少就是空气能量少了,温度也就低了。

焓湿图应用

人体同周围空气环境时刻都在进行传热和传质交换过程。正常人体内部体温大约在36.5,~37℃,如果环境条件使人体很容易保持热平衡,就会产生舒适感。当环境条人体散热困难,或者散热太快,就会感到炎热或者寒冷,即产生不舒适感。 人体内部新陈代谢的结果要产生热量,这些热量必须向周围环境散发。人体散热的方式有两种,一种是通过对流和导热方式散发显热,另一种是通过出汗蒸发的方式散发潜热。如果环境温度升高,人体同周围环境的温差减少,显热散热减少,为了维持人体的热平衡身体就不得不增加出汗,以蒸发潜热的方式来增加散热。如果环境湿度较大,人体通过汗水发散热能力就降低,所以在高温高湿时,人感到很闷热,就是这个道理。 空气流动速度对人体散热也是不可忽视的因素。空气流速增加能加强对流散热,在出汗时还会加强蒸发散热。 实践证明,多数人感到舒适的环境条件如裹下表所示. 舒适环境条件 许多工业部门如电子、纺织、光学仪器、精密机械制造、计量室,电子计算机房、国防科研对空气参数都有各自的特殊要求。有的要求全年恒温恒湿,有的对空调基数比较严格,有的对空调

精度要求比较高,有的则需要超净空调。 农业方面如大型温室、机械化养殖场也需要一定的温、湿度条件,而种子冷库(为能在10~20年内保存良种品质,以防霉烂的冷藏库)则需要维持低温兼干燥的条件。 一些地下工程(人防指挥部、洞库、坑道及地下铁道等)需要通风或进行降湿为主的空气调节。 随着人们物质文化生活水平的不断提高,不仅对一些现代化的大型公共建筑,如大会堂,影剧院和体育馆,要求设置空调系统,而且一些图书馆、宾馆、医院等也在逐步设置完善空调系统。 应当指出,空调是一门涉及大量能耗的技术。在我国能源不很丰富的现实条件下,工作就显得十分重要。能不设空调的尽量不要安装空调设备,夏季空调基数尽量往高限靠,冬季尽量往低限靠。空调精度要求很低的尽量低些,还要注意空调系统中能量的综合利用问题.、 空气的组成及其主要状态参数 空调技术主要是同空气打交道,因此首先要了解空气的物理性质及其状态参数之间的关系 1.空气的组成 自然界中的空气(大气)是由干空气、水蒸气组成的混合物。干空气的成分和比例主要由表所示的几种气体混合组成。干空气的平均分子量为28.97。

焓湿图例题解析

中乾汇泰企业培训例题习题(二) 【例题1】某空调房间冷负荷Q =,湿负荷W =s ,室内空气状态参数为:t N =22±1℃, N =55±5 ,当地大气压为101325Pa, 房间体积150 m 3 。 求:送风状态、送风量和除湿量。 解:(1)求热湿比ε= = (2)在焓湿图上确定室内空气状态点N ,通过该点画出ε=12600的过程线。 依据±1℃温度偏差查表1取送风温差为 ℃,则送风温度22-8=14℃。从而得出:h 0=36KJ/kg h N =46 KJ/kg d O =8.6g/kg d N =9.3g/kg (3)计算送风量 按消除余热: kg/s 按消除余湿: kg/s 则L =×3600=990m 3 /h 换气次数n =990/150(次/h) =次/h ,符合要求。 除湿量: 舒适性空调送风温差与换气次数 表1 室内允许波动范围 送风温差(℃) 换气次数(次/h ) ±~0.2℃ 2~3 150~20 ±0.5℃ 3~6 >8 ±1.0℃ 6~10 ≥5 >±1.0℃ 人工冷源:≤15 ≥5 天然冷源:可能的最大值 ≥5 二、两个不同状态空气混合过程的计算 混合气体模型: 空气A :质量流量q A (Kg/s),状态为(h A ,d A ) 空气B: 质量流量q B (Kg/s),状态为(h B ,d B ) W Q 1200010 3.06 .33 =?-80=?t 33.036 466 .30=-=-=i i Q G N 33 .05 .83.93 .00=-=-=d d W G N h kg h g h g s g do d G M N /83.0/6.831)/(3600231.0)/(231.0)6.83.9(33.0)(==?==-?=-?=

超详细的焓湿图的应用

超详细的焓湿图的应用

第2章湿空气的状态与焓湿图的应用 第一课:湿空气 §2.1湿空气的组成和状态参数 一、湿空气的组成 湿空气=干空气+水蒸气+污染物 1.干空气: N2—78.09% O2—20.95% CO2—0.03% 看成理想气体 Ne—气体常数:Rg=287J/kg.k He—0.93% Ar— 2.水蒸气—看成理想气体,气体常数—461 J/kg.k 3.污染物 从空气调节的角度:湿空气=干空气+

水蒸气(干空气成分基本不变,水蒸气变化大) 二、湿空气的状态参数 1.压力P(单位:帕,Pa) (1)大气压力: 定义:地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力; 特点:不是一个定值,随海拔高度变化而变化,随季节天气变化而变化。 一个标准大气压为1atm=101325Pa=1.01325bar 当地大气压=干空气分压力+水蒸气分压力(B=Pg +Pq) 其中水蒸气分压力(Pq) 定义:湿空气中,水蒸汽单独占有湿空气的容积,并具有与湿空气相同的温度时,所产生的压力称为水蒸气分压力。 湿空气可看成理想的混合气体,湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的 分压力之和: P(B)=Pg+Pq

湿空气中水蒸气含量越多,则水蒸气的分压力越大。 2.温度t(单位:摄氏温标0C) t(℃)以水的冰点温度为起点0℃,水的沸点100℃为定点。 3.湿空气的密度ρ 定义:单位容积空气所具有的质量,即(kg/m3) 计算式: 结论:①湿空气比干空气轻。 ②阴凉天大气压力比晴天低。 ③夏天比冬天大气压力低。 标准状态下,干空气密度 ρ干=1.205kg/m3,湿空气密度略小于干空气密度。 工程上取ρ湿=1.2kg/m3 4.含湿量d(单位:g/kg干空气):定义:对应于1千克干空气的湿空气所

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