湿空气的性质与湿度图
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湿空气的焓
0.6
C
100%
等焓线
H=0.016kg/kg干气
随堂练习
• • • • 1.在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越＿＿_. 2.恒速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 3.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。 4.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表 示该湿空气的吸收水汽的能力_________。 5.湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓 ______________，相对湿度__________ 6. 某物料含水量为0.5 kg水.kg 绝干料，当与一定状态的空气接触时， 测出平衡水分为0.1kg水.kg 绝干料，则此物料的自由水分为 _____________。 7. 已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg，则 该空气的湿含量H＝＿＿＿＿＿＿＿＿；相对湿度φ＝＿＿＿＿＿＿＿ ；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg） 8．在一定的干燥条件下，湿物料中能被除去的水分称为 若要获得绝干物料，所采用干燥介质的相对湿度应为 。
1）干球温度
用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2）湿球温度 湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达 到平衡或稳定时所显示的温度。
t
tw
水
大量的 湿空气 t, H
tw
水
大量的 湿空气
t, H t Q, N,kH
表面水的 分压高
水向空气 主体传递
蒸发时 需要吸热
自身降温
N kH ( H s,t H )S
•
• • •
4、比热
cH
湿空气的湿度图
在线测试题
5、 对于不饱和空气，表示该空气的三个温 度，即：干球温度t，湿球温度t 和露点t 间的关系是______________。
再见
(3) 等干球温度线 (等 t 线)
I (1.88t 2492)H 1.01t
I与H呈直线关系，t越高，等t线的斜率越大，读 数0-250ºC。
(4) 等相对湿度线 (等 线)
H 0.622 ps P ps
总压 P 一定，对给定的 ： 因 ps= f (t) ， 故 H = f (t) 。
(5) 蒸气分压线
HP pV 0.622 H
总压 P 一定， ps= f (H) ， p-H 近似为直线关系。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart） 1.确定空气的干燥条件
=100%，空气达到饱和，无吸湿能力。 <100%，属于未饱和空气，可作为干燥介质。 越小，
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
根据
图上湿空气的状态点，可方便地查出湿空
气的其它性质参数。如图片所示，已知空气的状态点
为A，由通过A点的等ｔ、等H、等I 线可确定A点的温
度、湿度和焓。因为露点是在空气等湿冷却至饱和时
的温度，所以等Ｈ线与 =100%的饱和空气线的交
点所对应的等ｔ线所示的温度即为露点 .
在同一条等湿线上不同点所代表的湿空气状态
不同，但H相同，露点是将湿空气等H冷却至 =
1时的温度。
(2) 等焓线（等 I 线）
t
tas
ras cH
(H as
H)
对给定的 tas： t = f (H)
对于空气-水系统，tas tw，等 tas 线可近似作为 等tw线。 每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的 tas 。 物理意义：以绝热冷却线上所有各点为始点，经 过绝热饱和过程到达终点时，所有各状态的气体 的温度都变为同一温度。
干燥课件第5章第1节湿空气性质及湿度图
（1）水汽分压pv
（2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 k g 水 /k g 干 空 气 空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水蒸汽
绝 水 干 汽 空 的 气 摩 M M 的 g v 尔 n ng v摩 数 M M g v尔 P p 数 vpv1 2
8 9
H0.622 pv Ppv
H f P, pv
传质
H t
cH cgcvH 1.0 11.8H 8
饱 和H 湿 s 0.度 6 2P 2 psps
传热 湿 空 气 t ,H
t a s t tas
2024/6/28
绝热饱和塔示意图
对空气—水系统，空气速度为3.8~10m/s范围内,α≈u，kH≈u， 所以α/kH∝u0与流速无关而只与物性有关。
2024/6/28
④焓
I(1.0 1.9H 3 )t2 4 H9 0
( 1 .0 1 1 .9 0 3 .0 1) 2 4 2 0 65 7 0 .0 0 31 04 6
5
7.2
9k
J k
g绝
干
气
(2)50℃时：ps 12.34k0Pa
H
vH
cH
I
20℃
0.01467 不3变
1180.09%2%
2024/6/28
❖ c、介电加热干燥
❖
将需干燥的物料置于高频电场内，利用高频电场的交
变作用，材料中的水分的偶极子在微波能量的作用下发生高
速旋转与振动而产生热能，将湿物料加热，水分汽化，物料
被干燥。
❖ 高频干燥器：小于300MHz，微波干燥器：大于300MHz
❖ 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。
V T1.0 1313 50 n2.2 4 2 7 3 P
8.2湿空气的性质与湿度图.
8.2湿空气的性质与湿度图8.2.1湿空气的性质湿空气：含有湿分的空气。
基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变，故干燥计算以单位质量绝干空气为基准。
如何表征空气中所含水分的大小？通常用两个参数：湿度、相对湿度。
1.湿度（湿含量）H湿度H是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
（1）定义式式中：M a——干空气的摩尔质量，kg/kmol；M v——水蒸汽的摩尔质量，kg/kmol；——湿空气中干空气的千摩数，kmol；——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
（2）以分压比表示式中：——水蒸汽分压，N/；P——湿空气总压，N/。
（3）饱和湿度Hs：若湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps，此时的湿度为在该温度下空气的最大湿度,称为饱和湿度，以Hs表示。
p——同温度下水的饱和蒸汽压，N/。
式中：s注：由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压和温度的函数。
2.相对湿度φ当总压一定时,湿空气中水蒸汽分压p v与一定总压下空气中水汽分压可能达到的最大值之比的百分数,称为相对湿度。
⑴定义式⑵意义：相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。
φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。
φ愈小，即Pv 与Ps 差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。
⑶H 、φ、t 之间的函数关系：可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps 值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。
以上介绍的是表示湿空气中水分含量的两个性质，下面来学习与热量衡算有关的性质。
3.湿比热c H ：定义：将1kg 干空气和其所带的Hkg 水蒸气的温度升高1℃所需的热量。
简称湿热。
kJ/kg 干空气·℃式中：Ca ——干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg 干空气·℃Cv ——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg 干空气·℃4.焓I ：湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg 水蒸汽的焓之和。
湿空气性质及焓湿图详解
空气。
式中
即： d=mq/mg mq、mg — 分别为水蒸气和干空气的质量，Kg。
➢ 含湿量可以确切地表示空气中实际含有的水蒸气量的多少。 ➢ 空调中常用含湿量的变化来表示空气被加湿或减湿的程度。
2020/5/4
Your company slo8gan
1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系 将理想气状态方程：PgV=MgRgT ，
调节的对象。 2、湿空气的组成
干空气
N2 O2 其它微量气体
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
水蒸气
含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想
气体。
2020/5/4
Your company slo3gan
1、1 湿空气的物理性质
二、 湿空气的基本状态参数
含湿图的组成
本节的主要内容
湿球温度与露点温度
含湿图的应用 2020/5/4
ur company s1lo4gan
1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一定时 湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
湿空气的基本状态参数是表征湿空气性质的物理量，主要包括
： 1、压力B
湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与水蒸
气的分压力之和，即：
B=Pg+Pq
PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
式中
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，Pa ；
8.2 湿空气的性质与湿度图解读
（8-4）
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
pv H 0.622 P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I I g Iv H cg t (r0 cv t ) H r0 H (cg cv H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
（8-5）
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nv pv pv ng pg P pv
式中：
（8-5）
pv——空气中水蒸汽分压力；
pg——干空气分压力；
18.02nv pv H 0.622 28.95ng P pv
即：
（8-6）
H f ( P，pv )
H f ( pv )
3、H、φ、t 之间的函数关系：
ps H 0.622 p ps
H f (，t )
（8-12）
（8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ 值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
pv H 0.622 P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I I g Iv H cg t (r0 cv t ) H r0 H (cg cv H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
（8-5）
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nv pv pv ng pg P pv
式中：
（8-5）
pv——空气中水蒸汽分压力；
pg——干空气分压力；
18.02nv pv H 0.622 28.95ng P pv
即：
（8-6）
H f ( P，pv )
H f ( pv )
3、H、φ、t 之间的函数关系：
ps H 0.622 p ps
H f (，t )
（8-12）
（8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ 值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
第2讲 湿空气的物理性质和i-d图
来，分析空气的各种状态以及变化过程。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
上页 下页
焓湿图（i-d）的组成：
等温线t，
i=1.01t+d(2500+1.84t)
等焓线i， 等含湿量线d，
等相对湿度线φ ，
水蒸气分压力线Pq，
d 0 . 622
Pqb
B Pqb
ε 角系数线。
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水 蒸气或与空气温度相同的水而实现， 即该过程近似于等温加湿过程。 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环 水对空气进行加湿处理
湿空气的等焓减湿过程
利用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）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（AD）近似于等焓降湿过程。
状态为A（iA，dA）的湿空气，质量流量为GA（kg/s）；
状态为B（iB，dB）的湿空气，质量流量为GB（kg/s）；
混合状态为C（iC，dC） 混合后的空气质量流量为：GC=GA+GB 根据热平衡关系式： GA iA + GB iB=（GA+GB）iC 根据湿平衡关系式： GA dA + GB dB=（GA+GB）dC 混合后空气焓值：
iB i A dB d
A
i d
ε角系数线
iB i A dB d
A
i d
二、湿空气的焓湿图
沿横轴方向绘制干球温度线。干球温度线是直线，但线间不 是严格平行的，而是稍微向左偏斜。 图右边的纵轴为含湿量，轴上水平线的间距均匀，饱和状态 曲线从左到右向上倾斜。 干球温度、湿球温度和露点温度在饱和曲线上相重合，与饱 和曲线形状类似的相对湿度线每隔一定间隔出现。 等比焓线在图的左边倾斜地划出，平行的比焓线向右斜下。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
上页 下页
焓湿图（i-d）的组成：
等温线t，
i=1.01t+d(2500+1.84t)
等焓线i， 等含湿量线d，
等相对湿度线φ ，
水蒸气分压力线Pq，
d 0 . 622
Pqb
B Pqb
ε 角系数线。
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水 蒸气或与空气温度相同的水而实现， 即该过程近似于等温加湿过程。 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环 水对空气进行加湿处理
湿空气的等焓减湿过程
利用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）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（AD）近似于等焓降湿过程。
状态为A（iA，dA）的湿空气，质量流量为GA（kg/s）；
状态为B（iB，dB）的湿空气，质量流量为GB（kg/s）；
混合状态为C（iC，dC） 混合后的空气质量流量为：GC=GA+GB 根据热平衡关系式： GA iA + GB iB=（GA+GB）iC 根据湿平衡关系式： GA dA + GB dB=（GA+GB）dC 混合后空气焓值：
iB i A dB d
A
i d
ε角系数线
iB i A dB d
A
i d
二、湿空气的焓湿图
沿横轴方向绘制干球温度线。干球温度线是直线，但线间不 是严格平行的，而是稍微向左偏斜。 图右边的纵轴为含湿量，轴上水平线的间距均匀，饱和状态 曲线从左到右向上倾斜。 干球温度、湿球温度和露点温度在饱和曲线上相重合，与饱 和曲线形状类似的相对湿度线每隔一定间隔出现。 等比焓线在图的左边倾斜地划出，平行的比焓线向右斜下。
湿空气的性质及湿度图
直线的斜率为1.88 t +2490 ，各线不平行
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
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H 0.622 ps p ps
H f (，t)
（8-12） （8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
三、湿比热cH： 定义：
在常压下，将1kg干空气和其所带的Hkg水 蒸气的温度升高1℃所需的热量。简称湿热。
比较式：
t as
t ras cH
(H as
H)
tw
t
kH rw
(H w
H)
可以看出 ，当
此时气体的湿度为tas下的饱和湿度Has。
塔内底部的湿度差和温度差最大，顶部为零。
除非进口气体是饱和湿空气，否则，绝热 饱和温度总是低于气体进口温度，即tas＜t。
由于循环水不断汽化至空气中，所以须向 塔内补充一部分温度为tas的水。
4、计算式：
以单位质量的干空气为基准，在稳态下 对全塔作热量衡算，气体放出的显热=液体汽 化的潜热，即：
水分汽化所需潜热，首先取自湿纱布的显热， 使其表面降温，于是在湿纱布表面与气流之间又 形成了温度差，这一温度差将引起空气向湿纱布 传递热量。
空气以对流方式传给水的热量速ห้องสมุดไป่ตู้ =水分汽化所需的热量
4、计算式：
当单位时间由空气向湿纱布传递的热量恰 好等于单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的 热量时，湿纱布表面就达到一稳态温度，即湿 球温度。
（8-21）
六、露点 td
1、定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至 饱和，出现第一滴露珠时的温度。
湿度H与露点 td 的关系：
H
HS
0.622
pd P pd
（8-22）
式中： Hs——为露点td时水的饱和湿度；
Pd——为露点td时水的饱和蒸汽压, 也就是该 空气在初始状态下的水蒸汽分压pv ， pv = pd
4）通过测定tw 和t，可测定气体湿度H；
5）表面充分润湿的物料与湿空气接触时，物料 表面温度为湿球温度tw
九、绝热饱和温度tas
1、定义：绝热饱和过程中，气、液两相最终达 到的平衡温度称为绝热饱和温度。
2、绝热饱和过程：
不饱和空气在与外界绝热的条件下和大量 的液体接触，若时间足够长，使传热、传质趋 于平衡，则最终空气被液体蒸汽所饱和，空气 与液体温度相等，此过程称为绝热饱和过程。
又由于系统与外界无热量交换，水分汽 化所需汽化潜热只能取自空气的显热，于是 气体沿塔上升时，不断地冷却和增湿，若塔 足够高，使得气、液有充足的接触时间，气 体到塔顶后将与液体趋于平衡，达到过程的 极限。
此时，空气已被水分所饱和，液体不再 汽化，气体的温度也不再降低，达到入口气 体在绝热增湿过程的极限温度，其值与水温 tas相同，即为该空气的绝热饱和温度。
湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。
系统总压 P ：
P 湿空气的总压（kN/m2），即P干空气 与P水
之和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。
P pv pg
（8-1）
pv p y
（8-2）
1、定义式
pH2O nH2O p干空气 n干空气
（8-3）
H M vnv 18nv 0.622 nv , kg / kg干空气
当t、tas已知时，可用上式来确定空气的 湿度H。
5、特别说明：
绝热饱和过程又可当作等焓过程处理。
在绝热条件下，空气放出的显热全部变为 水分汽化的潜热返回空气中，对于1kg空气来 说，水分汽化的量等于其湿度差（Has－H）， 由于这些水分汽化时，除潜热外，还将温度为 tas的显热也带至气体中。
所以，绝热饱和过程终了时，气体的焓比 原来增加了4.187tas（Has－H）。
8.2 湿空气的性质与湿度图 8.2.1 湿空气的性质 8.2.2 空气的湿度图及其应用
8.1.1 湿空气的性质
湿空气：含有湿分的空气。 基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变。
干燥计算以单位质量绝干空气为基准。
表征空气中所含水分的大小通常用两个 参数：
湿度H 相对湿度φ
一、湿度（湿含量）H
定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。
Iv——水汽的焓值。 [kJ/kg水汽]；
r0——0℃时水的汽化潜热，其值为2492kJ/kg。
讨论：
I f t, H
1×t×cg ：t℃绝干空气的焓； Hr0+cHt：0℃水变成0℃汽再变成t℃汽的焓；
因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气，其 焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及湿 空气由0℃生温至t℃所需的显热之和。
M ana 29na
na
（8-4）
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
H 0.622 pv P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
湿空气的焓值只与湿空气的湿度及温度有关。
即：
t I
H
五、湿空气比容VH
定义：每单位质量绝干空气与所具有的HKg湿空气 （绝干空气和水蒸汽）的总体积。
VH Vg VwH
（8-16）
式中：
VH——压力P 、温度t下湿空气比容。
[m3湿气/kg干气]
Vg——压力P 、温度t下干空气比容。
[m3干气/kg干气]
图8-4 湿球温度计工作原理
5、影响湿球温度tw的三方面因素： 1）物系性质：与α 、 kH有关的物性； 2）空气状态：t、H； 3）流动条件： α/kH ；
6、实验表明：
当流速足够大时，热、质传递均以对流为 主，且kH及α都与空气速度的0.8次幂成正比， 比值α/kH近似为一常数（对水蒸汽与空气的系 统，α/kH=0.96～1.005）。此时，湿球温度tw为 湿空气温度t和湿度H的函数。
当湿球温度计上温度达到稳定时，空气向 棉布表面的传热速率为：
Q A(t tw )
（8-25）
气膜中水汽向空气的传递速率为 ：
N kH A(H w H )
（8-26）
在稳定状态下，传热速率与传质速率之间 关系为 ：
Q N rw
（8-27）
A(t tw ) kH A(Hw H ) rw
tw f (t，H )
（8-30）
当温度t和湿度H一定时，湿球温度tw为定值。
7、讨论：
1）在测量湿球温度时，空气速度一般需大于 5m/s，使对流传热起主要作用，相应减少热 辐射和传导的影响，使测量较为精确。
2）在实际生产中，常常利用干、湿球温度计来 测量空气的湿度。
3）tw ＜t，H增加， tw 接近t ；当φ=1时， tw =t 。
cH cg cV H
（8-14）
1.011.88H KJ / Kg干空气C
cH f (H )
式中： Cg——干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg干空气·℃ Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气·℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其
所带Hkg水蒸汽的焓之和。
但此值和空气的焓相比很小，可忽略不计， 故绝热饱和过程又可当作等过焓程处理。
6、湿球温度 tw 与绝热饱和温度 tas 的关系：
1）相同点：
（i）湿球温度和绝热饱和温度都不是湿气体本 身的温度，但都和湿气体的温度t和湿度H有关， 且都表达了气体入口状态已确定时与之接触的 液体温度的变化极限。
（ii）对于空气和水的系统，两者在数值上近似 相等。
273
P
所以：
（8-18）
VH Vg VwH
(0.773 1.244H ) 273 t 101.3103
273
P
m3 / kg干气
（8-19）
当总压力P为一定值时，
VH f (t，H )
（8-20）
t
H
VH
湿比容随其温度和湿度的增加而增大。
另外：湿空气密度
kg湿气 m3湿气
1 H VH
Vw——压力P 、温度t下水汽比容。 [m3水/kg水]
其中：
Vg
22.41 29
273 t 273
1.013105 P
0.773 273 t 1.013105
273
P
（8-17）
Vw
22.41 18
H
273 273
t
1.013 105 P
1.244H 273 t 1.013105
计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I Ig IvH cgt (r0 cvt) H r0H (cg cvH )t 2492H (1.011.88H )t 2492H cHt
（8-15）
式中：
I——温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。 [kJ/kg 干气]；
Ig——干空气的焓值。 [kJ/kg干气]；
八、湿球温度 tw
1、湿球温度计： 温度计的感温球用纱布包裹，纱布
保持湿润，这支温度计为湿球温度计。
用水
2、湿球温度： 湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定
的温度，以tw表示。
不饱和空气的湿球温度 tw低于干球温度 t 。
图8-3 干湿球温度计
3、过程分析：
当不饱和空气流过湿球表面时，由于湿纱布 表面的饱和蒸汽压大于空气中的水蒸汽分压，在 湿纱布表面和气体之间存在着湿度差，这一湿度 差使湿纱布表面的水分汽化被气流带走；
2、计算td：
pd
HP 0.622 H
（8-23）
计算得到Pd ，查其相对应的饱和温度，即 为该湿含量H和总压P时的露点td。
H f (，t)
（8-12） （8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
三、湿比热cH： 定义：
在常压下，将1kg干空气和其所带的Hkg水 蒸气的温度升高1℃所需的热量。简称湿热。
比较式：
t as
t ras cH
(H as
H)
tw
t
kH rw
(H w
H)
可以看出 ，当
此时气体的湿度为tas下的饱和湿度Has。
塔内底部的湿度差和温度差最大，顶部为零。
除非进口气体是饱和湿空气，否则，绝热 饱和温度总是低于气体进口温度，即tas＜t。
由于循环水不断汽化至空气中，所以须向 塔内补充一部分温度为tas的水。
4、计算式：
以单位质量的干空气为基准，在稳态下 对全塔作热量衡算，气体放出的显热=液体汽 化的潜热，即：
水分汽化所需潜热，首先取自湿纱布的显热， 使其表面降温，于是在湿纱布表面与气流之间又 形成了温度差，这一温度差将引起空气向湿纱布 传递热量。
空气以对流方式传给水的热量速ห้องสมุดไป่ตู้ =水分汽化所需的热量
4、计算式：
当单位时间由空气向湿纱布传递的热量恰 好等于单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的 热量时，湿纱布表面就达到一稳态温度，即湿 球温度。
（8-21）
六、露点 td
1、定义：一定压力下，将不饱和空气等湿降温至 饱和，出现第一滴露珠时的温度。
湿度H与露点 td 的关系：
H
HS
0.622
pd P pd
（8-22）
式中： Hs——为露点td时水的饱和湿度；
Pd——为露点td时水的饱和蒸汽压, 也就是该 空气在初始状态下的水蒸汽分压pv ， pv = pd
4）通过测定tw 和t，可测定气体湿度H；
5）表面充分润湿的物料与湿空气接触时，物料 表面温度为湿球温度tw
九、绝热饱和温度tas
1、定义：绝热饱和过程中，气、液两相最终达 到的平衡温度称为绝热饱和温度。
2、绝热饱和过程：
不饱和空气在与外界绝热的条件下和大量 的液体接触，若时间足够长，使传热、传质趋 于平衡，则最终空气被液体蒸汽所饱和，空气 与液体温度相等，此过程称为绝热饱和过程。
又由于系统与外界无热量交换，水分汽 化所需汽化潜热只能取自空气的显热，于是 气体沿塔上升时，不断地冷却和增湿，若塔 足够高，使得气、液有充足的接触时间，气 体到塔顶后将与液体趋于平衡，达到过程的 极限。
此时，空气已被水分所饱和，液体不再 汽化，气体的温度也不再降低，达到入口气 体在绝热增湿过程的极限温度，其值与水温 tas相同，即为该空气的绝热饱和温度。
湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。
系统总压 P ：
P 湿空气的总压（kN/m2），即P干空气 与P水
之和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。
P pv pg
（8-1）
pv p y
（8-2）
1、定义式
pH2O nH2O p干空气 n干空气
（8-3）
H M vnv 18nv 0.622 nv , kg / kg干空气
当t、tas已知时，可用上式来确定空气的 湿度H。
5、特别说明：
绝热饱和过程又可当作等焓过程处理。
在绝热条件下，空气放出的显热全部变为 水分汽化的潜热返回空气中，对于1kg空气来 说，水分汽化的量等于其湿度差（Has－H）， 由于这些水分汽化时，除潜热外，还将温度为 tas的显热也带至气体中。
所以，绝热饱和过程终了时，气体的焓比 原来增加了4.187tas（Has－H）。
8.2 湿空气的性质与湿度图 8.2.1 湿空气的性质 8.2.2 空气的湿度图及其应用
8.1.1 湿空气的性质
湿空气：含有湿分的空气。 基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变。
干燥计算以单位质量绝干空气为基准。
表征空气中所含水分的大小通常用两个 参数：
湿度H 相对湿度φ
一、湿度（湿含量）H
定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。
Iv——水汽的焓值。 [kJ/kg水汽]；
r0——0℃时水的汽化潜热，其值为2492kJ/kg。
讨论：
I f t, H
1×t×cg ：t℃绝干空气的焓； Hr0+cHt：0℃水变成0℃汽再变成t℃汽的焓；
因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气，其 焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及湿 空气由0℃生温至t℃所需的显热之和。
M ana 29na
na
（8-4）
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
H 0.622 pv P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
湿空气的焓值只与湿空气的湿度及温度有关。
即：
t I
H
五、湿空气比容VH
定义：每单位质量绝干空气与所具有的HKg湿空气 （绝干空气和水蒸汽）的总体积。
VH Vg VwH
（8-16）
式中：
VH——压力P 、温度t下湿空气比容。
[m3湿气/kg干气]
Vg——压力P 、温度t下干空气比容。
[m3干气/kg干气]
图8-4 湿球温度计工作原理
5、影响湿球温度tw的三方面因素： 1）物系性质：与α 、 kH有关的物性； 2）空气状态：t、H； 3）流动条件： α/kH ；
6、实验表明：
当流速足够大时，热、质传递均以对流为 主，且kH及α都与空气速度的0.8次幂成正比， 比值α/kH近似为一常数（对水蒸汽与空气的系 统，α/kH=0.96～1.005）。此时，湿球温度tw为 湿空气温度t和湿度H的函数。
当湿球温度计上温度达到稳定时，空气向 棉布表面的传热速率为：
Q A(t tw )
（8-25）
气膜中水汽向空气的传递速率为 ：
N kH A(H w H )
（8-26）
在稳定状态下，传热速率与传质速率之间 关系为 ：
Q N rw
（8-27）
A(t tw ) kH A(Hw H ) rw
tw f (t，H )
（8-30）
当温度t和湿度H一定时，湿球温度tw为定值。
7、讨论：
1）在测量湿球温度时，空气速度一般需大于 5m/s，使对流传热起主要作用，相应减少热 辐射和传导的影响，使测量较为精确。
2）在实际生产中，常常利用干、湿球温度计来 测量空气的湿度。
3）tw ＜t，H增加， tw 接近t ；当φ=1时， tw =t 。
cH cg cV H
（8-14）
1.011.88H KJ / Kg干空气C
cH f (H )
式中： Cg——干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg干空气·℃ Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气·℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其
所带Hkg水蒸汽的焓之和。
但此值和空气的焓相比很小，可忽略不计， 故绝热饱和过程又可当作等过焓程处理。
6、湿球温度 tw 与绝热饱和温度 tas 的关系：
1）相同点：
（i）湿球温度和绝热饱和温度都不是湿气体本 身的温度，但都和湿气体的温度t和湿度H有关， 且都表达了气体入口状态已确定时与之接触的 液体温度的变化极限。
（ii）对于空气和水的系统，两者在数值上近似 相等。
273
P
所以：
（8-18）
VH Vg VwH
(0.773 1.244H ) 273 t 101.3103
273
P
m3 / kg干气
（8-19）
当总压力P为一定值时，
VH f (t，H )
（8-20）
t
H
VH
湿比容随其温度和湿度的增加而增大。
另外：湿空气密度
kg湿气 m3湿气
1 H VH
Vw——压力P 、温度t下水汽比容。 [m3水/kg水]
其中：
Vg
22.41 29
273 t 273
1.013105 P
0.773 273 t 1.013105
273
P
（8-17）
Vw
22.41 18
H
273 273
t
1.013 105 P
1.244H 273 t 1.013105
计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I Ig IvH cgt (r0 cvt) H r0H (cg cvH )t 2492H (1.011.88H )t 2492H cHt
（8-15）
式中：
I——温度为t、湿度为H的湿空气的焓值。 [kJ/kg 干气]；
Ig——干空气的焓值。 [kJ/kg干气]；
八、湿球温度 tw
1、湿球温度计： 温度计的感温球用纱布包裹，纱布
保持湿润，这支温度计为湿球温度计。
用水
2、湿球温度： 湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定
的温度，以tw表示。
不饱和空气的湿球温度 tw低于干球温度 t 。
图8-3 干湿球温度计
3、过程分析：
当不饱和空气流过湿球表面时，由于湿纱布 表面的饱和蒸汽压大于空气中的水蒸汽分压，在 湿纱布表面和气体之间存在着湿度差，这一湿度 差使湿纱布表面的水分汽化被气流带走；
2、计算td：
pd
HP 0.622 H
（8-23）
计算得到Pd ，查其相对应的饱和温度，即 为该湿含量H和总压P时的露点td。