第二章 湿空气的物理性质及焓熵图
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湿空气性质及焓湿图详解PPT幻灯片课件
蒸气的能力。我们周围的大气通常都是未饱和空气。
2019/10/6
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1、1 湿空气的物理性质
2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。
湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大，
因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要的 参数。
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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 ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
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1、1 湿空气的物理性质
相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即： Φ≈d/db
相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
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1、1 湿空气的物理性质
6、比焓h
基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ：
Rg=287J/Kg·K； Rq=461J/Kg·K
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1、1 湿空气的物理性质
注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的
大气压力值可从《采暖通风与 空气调节设计规范》中查得。
水蒸气分压力对空气性质的影响
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1、1 湿空气的物理性质
2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。
湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大，
因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要的 参数。
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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 ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
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1、1 湿空气的物理性质
相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即： Φ≈d/db
相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
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1、1 湿空气的物理性质
6、比焓h
基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ：
Rg=287J/Kg·K； Rq=461J/Kg·K
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1、1 湿空气的物理性质
注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的
大气压力值可从《采暖通风与 空气调节设计规范》中查得。
水蒸气分压力对空气性质的影响
湿空气性质及焓湿图详解
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1、 2
湿空气的含湿图
结露现象
若将某表面温度降低到周围空气的露点温度以下，周围空
气与该表面接触时，就将从未饱和空气变为饱和空气，进而又
达到过饱和状态，于是空气中的一部分水蒸气将会在冷表面上 凝结成水珠，这就是所谓的结露现象。
结露在空调中的应用
在空调技术中，利用结露这一现象，使被处理的空气流
利用热水、蒸汽、燃气、电阻丝、电热管等热源，通过热表面加热湿空气，
空气不与热媒直接接触，因此，处理过程中空气中的含湿量不变，而温度会升高。
该过程A→B, 其ε= +∞
B A Φ=100%
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1、 2
湿空气的含湿图
(2) 湿空气的干式冷却过程（空气冷却器） 利用冷水或其他冷媒通过冷表面冷却湿空气，当冷表面温 度低于湿空气的干球温度而又高于其露点温度时，即发生这 一过程。 该过程中含湿量不变，温度降低，在h-d图上可表示 为A→C，其ε= -∞ A C Φ=100%
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
作用： 1.确定湿空气的状态参数； 2.表示湿空气的状态变化过程。
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1、 2
湿空气的含湿图
等相对湿度线 等湿度线 (水蒸气分压力线)
等干球温度线 等焓线 热湿比
和空气， Φ=0则为干空气。
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1、 1
湿空气的物理性质
相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量
之比来表示，即：
Φ≈d/db
相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
湿空气的物理性质及其焓湿图
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图教学目的：1. 理解并掌握有关湿空气及描述其物理性质的概念：压力、温度、含湿量、相对湿度、密度（比容）。
2. 掌握湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。
3. 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。
4. 熟练掌握焓湿图的应用方法：确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
5. 了解空气状态参数的计算法。
重点：湿空气物理性质的描述，焓-湿图的组成，应用其确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
难点：应用焓-湿图确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
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。
２、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。
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。
二、理论基础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蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。
三、状态参数在常温常压下，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。
1、湿空气的压力B湿空气的压力即大气压力，B＝P g＋P q (Pa)2、湿空气的密度ρρ＝ρg＋ρq＝P g/RT＋P q /RT＝0.003484B/T-0.00134P q /T一般取ρ =1.2Kg/m33、湿空气的含湿量d湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。
d＝ρq/ρg=0.622P q /P g=0.622P q /(B-P q) (Kg/Kga)4、相对湿度ϕ湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。
ϕ＝P q /P q,b×100%≈d/d b×100%5、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，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。
02湿空气性质与焓湿图
temperature)
P P ρq Rg P q q q d= = = 0.622 = 0.622 P (B− P ) ρg R P q g g q
4
一、基础课知识
湿空气的主要参数(2) 湿空气的主要参数(2)
– 相对湿度(relative humidity)： 相对湿度( humidity)：
3
一．基础课知识
湿空气的主要参数(1) 湿空气的主要参数(1)
– 干球温度(dry bulb 干球温度( – 水蒸气分压力Pq 水蒸气分压力Pq – 饱和水蒸气分压力Pqb=f (t) 饱和水蒸气分压力Pqb=f – 密度和比容 – 含湿量(humidity ratio/moisture content)： 含湿量( content)：
7
-30 T
湿球温度( 湿球温度(Wet bulb temperature)
定义：定压绝热条件下，空气与水直接 定义：定压绝热条件下， 接触达到稳定热湿平衡时的空气绝热饱 和温度 特点： 特点：近似等焓
– 增焓部分是液体显热：∆d 4.19ts 增焓部分是液体显热： – 由湿球温度ts可得 由湿球温度ts ts可得
iC − i B dC − dB GA = = GB i A − iC d A − dC
15
四、焓湿图的应用：不同状态空气的混合 焓湿图的应用：
[例]已知GA=2000kg/h，tA=20℃，φA=60%；GB=500kg/h，tB=35℃， 已知G =2000kg/h， =20℃， =60%； =500kg/h， =35℃，
大气压随海拔高度变化
– 海平面： B 海平面：
= 101325 Pa = 1.01325 Bar， Bar， – 饱和水蒸气分压力一般为1000~2000 Pa 饱和水蒸气分压力一般为1000~2000
第二章 湿空气的物理性质及焓湿图
式中含义见教材。
2.1 湿空气的组成和状态参数
2.1.3 湿空气的状态参数 5、焓（含热量）i
在上式中，（1.01+1.84d/1000）t是随温度变化的 热量，即“显热”；而2500d/1000则是0℃时dkg水的 汽化潜热，它仅随含湿量而变化，与温度无关，即是 “潜热”。 由此可见，湿空气的含热量与温度和含湿量两个参 数有关。温度升高会造成空气含热量增加，而假如温 度升高同时含湿量降低，则空气的焓值不一定增加。 例（2）
纺织厂空调工程
第二章
湿空气的物理性质及焓湿图
西南大学纺织服装学院 2013.5.10
Contents
2.1
湿空气的组成和状态参数 湿空气的焓湿图（i-d图）
2.2
2.3 2.4 2.5 2.6
湿空气的基本热力过程
两种状态空气的混合
湿球温度与露点温度 空气的干燥作业过程
2.1 湿空气的组成和状态参数
2.1.1 空气的组成及性质 ★大气：地球表面的空气层，由多种气体组成。 ★空气的组成：（湿）空气=干空气+水蒸汽 干空气的组成（体积分数）：氮78.09%，氧 20.94%，氩0.93%，二氧化碳0.03 % ★空气的性质：干空气可近似为理想气体，湿空 气由于所含水蒸汽少，也可近似为理想气体。 通常假设空气的存在不影响水蒸汽的性质（冷 凝、蒸发、过热等）。
可以绘制各条等温线。若设t为一常数，该方程为一直线方 程，确定两点就可画出。 通常选空气绝对干燥 0 和饱和状态 100% 来绘制等温 线。 见教材说明 2500+1.84t为等温线斜率，但各条线并不平行，由于1.84t 远比2500小，常温下认为平行。
2.2 湿空气的焓湿图（i-d图）
湿空气的物理性质及其焓湿图
第三节
2、等湿球温度线
湿球温度与露点温度
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℃， 1 =50%，空 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 ， 2 h2，d2各是多少？ 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 2 =50%，状态变化过程的角系数 。试用h-d图求空气 5000kJ/kg 状态点的各参数 、h d1各是多少？ 1、 1 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？
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
G A iC i B d C d B 由以上两式得： GB i A iC d A d C iC i B i A iC dC d B d A dC
因此，A，C，B在同一直线上，而且有：
CB
iC i B d C d B G A AC i A iC d A d C GB
t2＝30℃，d2＝20g/kg干空气， d2b＝ 27g/kg干空气
湿空气性质及焓湿图详解PPT课件
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 Pa ；
数，
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，
Mg、Mq —分别为干空气及水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq —分别为干空气及水蒸气的气体常
湿空气的物理性质及焓湿图详解
2020/10/1
1
1、1 湿空气的物理性质
本节的主要内容
湿空气的组成
湿空气的基本状态参数
压力 密度 含湿量 相对湿度 比焓
2020/10/1
2
ห้องสมุดไป่ตู้
1、1 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
1、湿空气的定义
湿空气即为通常所说的“空气”或“大气”，是空气环境的主体及 空气调节的对象。 2、湿空气的组成
12
1.2 湿空气的焓湿图
2020/10/1
13
1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成 湿球温度与露点温度
含湿图的应用
2020/10/1
14
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
N2 干空气
O2
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
其它微量气体
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。
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 Pa ；
数，
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，
Mg、Mq —分别为干空气及水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq —分别为干空气及水蒸气的气体常
湿空气的物理性质及焓湿图详解
2020/10/1
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1、1 湿空气的物理性质
本节的主要内容
湿空气的组成
湿空气的基本状态参数
压力 密度 含湿量 相对湿度 比焓
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1、1 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
1、湿空气的定义
湿空气即为通常所说的“空气”或“大气”，是空气环境的主体及 空气调节的对象。 2、湿空气的组成
12
1.2 湿空气的焓湿图
2020/10/1
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1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成 湿球温度与露点温度
含湿图的应用
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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
N2 干空气
O2
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
其它微量气体
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。
湿空气的物理性质及其焓湿图
的饱和含湿量之比来计算。
.
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2、湿空气的组成和状态参数
五、露点温度 Td
➢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。
➢露点温度如何在焓湿图上表示？
g
p.q
i c t 2500，kJ / kg 汽
q
p.q
.
21
2、湿空气的组成和状态参数
湿空气的焓：
i cp.gt (cp.qt 2500)d
代入数据：
i 1.01t (2500 1.84t)d (1.01 1.84d )t 2500d
(1.011.84d )t 显热，随温度而变的热量
q表示水蒸汽
.
11
2 湿空气的组成和状态参数
一、压力
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
根据道尔顿原理：B Pg Pq
水蒸汽分压力的大小反映了水蒸汽含量的多少。
.
12
2 湿空气的组成和状态参数
3、饱和水蒸汽分压力 饱和空气：在一定温度下，含有最大限度水蒸汽的湿空气。
.
4
重庆干球、湿球日平均温度全年变化
.
5
重庆最热月干湿球温度逐时变化
.
6
气的组成和状态参数
湿空气的组成和状态参数 湿空气的焓湿图（学会焓湿图上找点） 湿球温度（学会确定焓湿图上确定湿球温度） 焓湿图的应用（学会各种空气状态变化在焓 湿图上的表示）
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d 0.622
Pqb P Pqb
2.2 湿空气的焓湿图
水蒸汽分压力线
Pq Pd 0.622 d
• 当大气压力P一定时，水蒸汽分压力Pq 就是含湿量d的单值函数， 给定不同的d值，即可求得对应的Pq值。在i-d图上，取一横坐 标表示水蒸汽分压力值，则如图2-2所示。
2.2 湿空气的焓湿图
d 100% db
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的焓
• 一定状态下，湿空气的内能与流动功之合称为焓，含有1kg干空 气的湿空气的焓称为比焓。 C • 湿空气的焓等于1kg干空气的焓加上与其同时存在的 d kg水蒸汽 的焓，即
pg
i ig d iq i c pg t (2500 c pq t )d d 1000 i 1.01 1.84d t 2500d , kJ / kg i c pg t (2500 c pq t )
V m
1
m P V RT
• 在标准条件下（干空气的密度，压力为101325Pa，温度为20℃， 即293.15K时），湿空气的密度则取决于Pq值的大小。
2.1 湿空气的物理性质
湿空气的主要参数及其确定法 • 湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和。
g q
Pg RgT Pq RqT P Pq RgT Pq RqT 1 P 1 P 1 1 1 q P Rg Pq R R RgT T Rg Rq RgT q g 0.0034842 P 0.37814Pq , kg / m3 T
• 标准组成：标准状态下（压力为101325Pa，温度为20℃，
即293.15K时）的清洁干空气成分。
2.1 湿空气的物理性质
湿空气的物理性质 • 压力
• 多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压力之和，又称为 道尔顿定律。即：
P Pi
2.1 湿空气的物理性质
• 比容
• 密度
2.4 焓湿图的应用
湿空气状态变化过程在i-d图上的表示 • 湿空气的等湿加热过程 • 湿空气的等湿冷却过程 • 等焓加湿过程 • 等焓减湿过程 • 等温加湿过程
2.4 焓湿图的应用
• 不同状态空气的混合态在i-d图上的确定
• 两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后的 状态为C，则可写出：
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系
d 0.622 Pq P Pq 0.622
Pqb P Pqb
d b 0.622
Pqb P Pqb
Pq P Pqb P Pqb d d b Pqb P Pq P Pq d P Pq 100% d b P Pqb
GAi A GB iB (GA GB )iC GA d A GB d B (GA GB )d C
iC dC
G A i A GB i B G A GB
G A d A GB d B G A GB
G A iC i B d C d B G B i A iC d A d C iC i B i i A C dC d B d A dC
2.2 湿空气的焓湿图
等温线
• 根据公式h＝1.0lt+(2500+1.84t)d，当t＝常数时，h＝a+bd为直 线形式，因此只须给定两个值，即可确定一条等温线。改变t的 值，可绘制相应的等温线。
2.2 湿空气的焓湿图
等相对湿度线
• 根据公式： ，在大气压力P一定时，取相对湿度 为常数，则含湿量d取决于饱和水蒸气分压力Pqb，而Pqb又是 温度t的单值函数。在某一等温线上，取定 、Pqb，代入上式 计算得d值，在该等温线上找到t、d对应的点。同理，在一系列 等温线上得到一系列的点，这些点的连线即为等相对湿度线。 ＝0的线即为d＝0的纵坐标线， ＝100%的相对湿度线就是 • 饱和湿度线。 • 以等相对湿度线 ＝100%为界，将焓湿图分为两个区：在 ＝100%线的左上方， <100%，为湿空气未饱和区，即正常 状态区；在 ＝100%线的右下方， >100%，为过饱和区， 即不稳定区，水蒸气凝结，产生雾，又称“有雾区”。
• 两种不同状态空气的混合，若其混合点C处于“结雾区”，则此 种空气状态C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，则混合点C的焓值iC应等于iD与水雾焓值.19t d 4 之和，即
D
iC iD 4.19t D d
热湿比线 • 热湿比:湿空气的焓变化与含湿量变化的比值。
i d 或 i d 1000
• 若在i-d图上，湿空气由有A状态变化到B状态，则由A至B的热 湿比为 i i
dB dA 1000
B A
• 通风空调中，如一定质量状态为A的湿空气，其热量变化值±Ｑ 和湿量变化值±W为已知，则其热湿比为
2.4 焓湿图的应用
• 在i-d图上（见图2-2）表示出A、B两状态点，假定Ｃ点为混合 态，A→C与C→B具有相同的斜率。因此，A、C、B在同一直 线上。同时，混合态C将线分为两段，即 AC 与 CB ，且
C B iC i B d C d B G A A C i A iC d A d C GB
图2-4 绝热加湿小室
2.3 湿球温度与露点温度
• 由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，忽略1、 2两断面间的摩擦阻力，其稳定流动能量方程式为：
i1
d 2 d1 i w i2 1000
i2 i1 i w 4.19t w d 2 d1 1000
d 2 d1 d 4.19t 2 1.01t 2 2500 1.84t 2 2 1000 1000
• 由于 值相对于 值而言数值较小，因此，湿空气的密度比干 空气密度小，在实际计算时可近似取 ＝1.2kｇ／m3。 • 湿空气密度是一个与温度和水蒸气分压力有关的物理量，当温 度、压力不变时，湿空气的密度小于干空气的密度，湿空气比 干空气轻，湿空气的密度随着水蒸气分压力的增大而减小。
q g
• 绝对湿度：单位体积的湿空气中所含有的水蒸气的质量，kg/m3； • 饱和绝对湿度：单位体积的湿空气在饱和状态时所能容纳的水 蒸气的最大质量，kg/m3； • 相对湿度：同温度下，湿空气的绝对湿度与饱和绝对湿度的比 值。
mq mb V Pq Pqb Pqb
Rq T Pq V 100% Rq T
2.2 湿空气的焓湿图
焓湿图坐标的选定
• 常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图（i—ｄ图）。在 一定的大气压力条件下，以焓为纵坐标，含湿量d为横坐标，取 两坐标轴之间的夹角等于或大于135°。确定坐标比例后，就可 以在图上绘出一系列与纵坐标平行的等含湿量线和与横坐标平 行的等焓线。在实际使用中，为避免图面过长，常将取一水平 线代替实际的含湿量线。在选定的坐标比例尺和坐标网格的基 础上，进一步确定等温线、等相对湿度线、水蒸汽分压力标尺 及热湿比等。
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的含湿量d：拥有1kg干空气的湿空气中所拥有的
水蒸汽的质量。
d
mq mg
q g
Pq
Rg Pq Rq Pg
0.622
Pq Pg
d 0.622
P Pq Pq d 622 ， kg g P Pq
， kg kg
2.1 湿空气的物理性质
• 湿度
Q W
2.2 湿空气的焓湿图
焓湿图随大气压力的变化
Pqb
d 0.622 0.622 P Pqb P Pq 1 P Pq
2.3 湿球温度与露点பைடு நூலகம்度
湿球温度
• 湿球温度：用湿纱布包裹温度计的感温包，测出的温度。在理 论上，湿球温度是在定压绝热条件下，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。
i1
t2
i1 2500 2 d 1.01 1.84d 2 4.19(d 2 d1 )
2.3 湿球温度与露点温度
空气的露点温度 • 露点温度：在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的
温度。空气的饱和含湿量随温度的下降而减小，在i-d图上（见 图2-2），把未饱和的A状态湿空气湿沿等含湿量d线冷却向下与 ＝100%线交点的温度即为该状态空气的露点温度，该饱和点即 为露点。
第2章 湿空气的物理性质及其焓湿图
2.1 2.2 2.3 2.4 湿空气的物理性质 湿空气的焓湿图 湿球温度与露点温度 焓湿图的应用
2.1 湿空气的物理性质
空气的组成 • 湿空气：由干空气和一定量的水蒸气混合而成的大气。 • 干空气的成分：主要是氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）、
二氧化碳（CO2）及其它微量气体；多数成分如氮（N2）、氧 （O2）、氩（Ar）的含量比较稳定，少数成分如二氧化碳 （CO2）的含量随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气 作为一个稳定的混合物来看待。
Pqb P Pqb
2.2 湿空气的焓湿图
水蒸汽分压力线
Pq Pd 0.622 d
• 当大气压力P一定时，水蒸汽分压力Pq 就是含湿量d的单值函数， 给定不同的d值，即可求得对应的Pq值。在i-d图上，取一横坐 标表示水蒸汽分压力值，则如图2-2所示。
2.2 湿空气的焓湿图
d 100% db
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的焓
• 一定状态下，湿空气的内能与流动功之合称为焓，含有1kg干空 气的湿空气的焓称为比焓。 C • 湿空气的焓等于1kg干空气的焓加上与其同时存在的 d kg水蒸汽 的焓，即
pg
i ig d iq i c pg t (2500 c pq t )d d 1000 i 1.01 1.84d t 2500d , kJ / kg i c pg t (2500 c pq t )
V m
1
m P V RT
• 在标准条件下（干空气的密度，压力为101325Pa，温度为20℃， 即293.15K时），湿空气的密度则取决于Pq值的大小。
2.1 湿空气的物理性质
湿空气的主要参数及其确定法 • 湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和。
g q
Pg RgT Pq RqT P Pq RgT Pq RqT 1 P 1 P 1 1 1 q P Rg Pq R R RgT T Rg Rq RgT q g 0.0034842 P 0.37814Pq , kg / m3 T
• 标准组成：标准状态下（压力为101325Pa，温度为20℃，
即293.15K时）的清洁干空气成分。
2.1 湿空气的物理性质
湿空气的物理性质 • 压力
• 多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压力之和，又称为 道尔顿定律。即：
P Pi
2.1 湿空气的物理性质
• 比容
• 密度
2.4 焓湿图的应用
湿空气状态变化过程在i-d图上的表示 • 湿空气的等湿加热过程 • 湿空气的等湿冷却过程 • 等焓加湿过程 • 等焓减湿过程 • 等温加湿过程
2.4 焓湿图的应用
• 不同状态空气的混合态在i-d图上的确定
• 两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后的 状态为C，则可写出：
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系
d 0.622 Pq P Pq 0.622
Pqb P Pqb
d b 0.622
Pqb P Pqb
Pq P Pqb P Pqb d d b Pqb P Pq P Pq d P Pq 100% d b P Pqb
GAi A GB iB (GA GB )iC GA d A GB d B (GA GB )d C
iC dC
G A i A GB i B G A GB
G A d A GB d B G A GB
G A iC i B d C d B G B i A iC d A d C iC i B i i A C dC d B d A dC
2.2 湿空气的焓湿图
等温线
• 根据公式h＝1.0lt+(2500+1.84t)d，当t＝常数时，h＝a+bd为直 线形式，因此只须给定两个值，即可确定一条等温线。改变t的 值，可绘制相应的等温线。
2.2 湿空气的焓湿图
等相对湿度线
• 根据公式： ，在大气压力P一定时，取相对湿度 为常数，则含湿量d取决于饱和水蒸气分压力Pqb，而Pqb又是 温度t的单值函数。在某一等温线上，取定 、Pqb，代入上式 计算得d值，在该等温线上找到t、d对应的点。同理，在一系列 等温线上得到一系列的点，这些点的连线即为等相对湿度线。 ＝0的线即为d＝0的纵坐标线， ＝100%的相对湿度线就是 • 饱和湿度线。 • 以等相对湿度线 ＝100%为界，将焓湿图分为两个区：在 ＝100%线的左上方， <100%，为湿空气未饱和区，即正常 状态区；在 ＝100%线的右下方， >100%，为过饱和区， 即不稳定区，水蒸气凝结，产生雾，又称“有雾区”。
• 两种不同状态空气的混合，若其混合点C处于“结雾区”，则此 种空气状态C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，则混合点C的焓值iC应等于iD与水雾焓值.19t d 4 之和，即
D
iC iD 4.19t D d
热湿比线 • 热湿比:湿空气的焓变化与含湿量变化的比值。
i d 或 i d 1000
• 若在i-d图上，湿空气由有A状态变化到B状态，则由A至B的热 湿比为 i i
dB dA 1000
B A
• 通风空调中，如一定质量状态为A的湿空气，其热量变化值±Ｑ 和湿量变化值±W为已知，则其热湿比为
2.4 焓湿图的应用
• 在i-d图上（见图2-2）表示出A、B两状态点，假定Ｃ点为混合 态，A→C与C→B具有相同的斜率。因此，A、C、B在同一直 线上。同时，混合态C将线分为两段，即 AC 与 CB ，且
C B iC i B d C d B G A A C i A iC d A d C GB
图2-4 绝热加湿小室
2.3 湿球温度与露点温度
• 由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，忽略1、 2两断面间的摩擦阻力，其稳定流动能量方程式为：
i1
d 2 d1 i w i2 1000
i2 i1 i w 4.19t w d 2 d1 1000
d 2 d1 d 4.19t 2 1.01t 2 2500 1.84t 2 2 1000 1000
• 由于 值相对于 值而言数值较小，因此，湿空气的密度比干 空气密度小，在实际计算时可近似取 ＝1.2kｇ／m3。 • 湿空气密度是一个与温度和水蒸气分压力有关的物理量，当温 度、压力不变时，湿空气的密度小于干空气的密度，湿空气比 干空气轻，湿空气的密度随着水蒸气分压力的增大而减小。
q g
• 绝对湿度：单位体积的湿空气中所含有的水蒸气的质量，kg/m3； • 饱和绝对湿度：单位体积的湿空气在饱和状态时所能容纳的水 蒸气的最大质量，kg/m3； • 相对湿度：同温度下，湿空气的绝对湿度与饱和绝对湿度的比 值。
mq mb V Pq Pqb Pqb
Rq T Pq V 100% Rq T
2.2 湿空气的焓湿图
焓湿图坐标的选定
• 常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图（i—ｄ图）。在 一定的大气压力条件下，以焓为纵坐标，含湿量d为横坐标，取 两坐标轴之间的夹角等于或大于135°。确定坐标比例后，就可 以在图上绘出一系列与纵坐标平行的等含湿量线和与横坐标平 行的等焓线。在实际使用中，为避免图面过长，常将取一水平 线代替实际的含湿量线。在选定的坐标比例尺和坐标网格的基 础上，进一步确定等温线、等相对湿度线、水蒸汽分压力标尺 及热湿比等。
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的含湿量d：拥有1kg干空气的湿空气中所拥有的
水蒸汽的质量。
d
mq mg
q g
Pq
Rg Pq Rq Pg
0.622
Pq Pg
d 0.622
P Pq Pq d 622 ， kg g P Pq
， kg kg
2.1 湿空气的物理性质
• 湿度
Q W
2.2 湿空气的焓湿图
焓湿图随大气压力的变化
Pqb
d 0.622 0.622 P Pqb P Pq 1 P Pq
2.3 湿球温度与露点பைடு நூலகம்度
湿球温度
• 湿球温度：用湿纱布包裹温度计的感温包，测出的温度。在理 论上，湿球温度是在定压绝热条件下，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。
i1
t2
i1 2500 2 d 1.01 1.84d 2 4.19(d 2 d1 )
2.3 湿球温度与露点温度
空气的露点温度 • 露点温度：在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的
温度。空气的饱和含湿量随温度的下降而减小，在i-d图上（见 图2-2），把未饱和的A状态湿空气湿沿等含湿量d线冷却向下与 ＝100%线交点的温度即为该状态空气的露点温度，该饱和点即 为露点。
第2章 湿空气的物理性质及其焓湿图
2.1 2.2 2.3 2.4 湿空气的物理性质 湿空气的焓湿图 湿球温度与露点温度 焓湿图的应用
2.1 湿空气的物理性质
空气的组成 • 湿空气：由干空气和一定量的水蒸气混合而成的大气。 • 干空气的成分：主要是氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）、
二氧化碳（CO2）及其它微量气体；多数成分如氮（N2）、氧 （O2）、氩（Ar）的含量比较稳定，少数成分如二氧化碳 （CO2）的含量随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气 作为一个稳定的混合物来看待。