空气调节_02_第二讲湿空气的物理性质与焓湿图教程
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第二章湿空气的物理性质及其焓湿图
99.2203
氙（Xe）
0.0000087
131.30
63.3257
氢（H2）
0.00005
2.01594
4124.4580
甲烷（CH4）
0.00015
16.04303
518.2724
氧化氮（N2O）
0.00005
44.0128
188.9146
臭氧（O3）
0~0.000007夏季
0~0.000002冬季
设混合气体的总压力为P，总体积为V。各组分气体以总体积V单独存在时的分压力为Pi；若各组分气体以总压力P单独存在时的分体积为Vi。则有：
（2-20）
9、混合气体的摩尔成分ki
混合气体的摩尔成分定义为：某组分气体的摩尔数mi与混合气体的总摩尔数m之比，即：
ki=mi/m，mi=Gi/Mi
ki与ri的关系：
相对密度的定义为：某气体单独存在时的密度与某混合气体（通常为空气）的密度之比，即：
（2-19）
相对密度 >1，表示该组分气体比空气重，容易积存于底部；相对密度 <1，表示该组分气体比空气轻，容易积存于顶部。如甲烷CH4相对于空气的分密度为0.552，比空气轻，常常积存于巷道顶部。
8、混合气体的分压力Pi与总压力P的关系
CCO2=43%时， ，人心跳加快；
CCO2=57%时， ，人员休克。
2.1.4湿空气的主要状态参数及其确定法
2.1.4.1湿空气的密度
根据上述可知，湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和，即
（2-27）
在标准条件下（压力为101325Pa，温度为20℃，即293.15K时），干空气的密度 ，而湿空气的密度则取决于Pq值的大小。
氙（Xe）
0.0000087
131.30
63.3257
氢（H2）
0.00005
2.01594
4124.4580
甲烷（CH4）
0.00015
16.04303
518.2724
氧化氮（N2O）
0.00005
44.0128
188.9146
臭氧（O3）
0~0.000007夏季
0~0.000002冬季
设混合气体的总压力为P，总体积为V。各组分气体以总体积V单独存在时的分压力为Pi；若各组分气体以总压力P单独存在时的分体积为Vi。则有：
（2-20）
9、混合气体的摩尔成分ki
混合气体的摩尔成分定义为：某组分气体的摩尔数mi与混合气体的总摩尔数m之比，即：
ki=mi/m，mi=Gi/Mi
ki与ri的关系：
相对密度的定义为：某气体单独存在时的密度与某混合气体（通常为空气）的密度之比，即：
（2-19）
相对密度 >1，表示该组分气体比空气重，容易积存于底部；相对密度 <1，表示该组分气体比空气轻，容易积存于顶部。如甲烷CH4相对于空气的分密度为0.552，比空气轻，常常积存于巷道顶部。
8、混合气体的分压力Pi与总压力P的关系
CCO2=43%时， ，人心跳加快；
CCO2=57%时， ，人员休克。
2.1.4湿空气的主要状态参数及其确定法
2.1.4.1湿空气的密度
根据上述可知，湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和，即
（2-27）
在标准条件下（压力为101325Pa，温度为20℃，即293.15K时），干空气的密度 ，而湿空气的密度则取决于Pq值的大小。
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
5
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。
2019/10/6
8
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。
2019/10/6
10
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。
2019/10/6
11
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
2019/10/6
4
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
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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8
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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11
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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4
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
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 ；
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。
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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。
《空调技术第二版》湿空气性质与焓湿图
2023《空调技术第二版》湿空气性质与焓湿图CATALOGUE目录•湿空气基础知识•湿空气性质•焓湿图•湿空气的焓湿图计算•焓湿图的应用实例•其他应用和展望01湿空气基础知识湿空气的概念干空气指在一定压力下，温度为25℃的空气中，含水蒸气量为0的水空气。
湿空气指在一定压力下，温度为25℃的空气中，含水蒸气量大于0的水空气。
湿空气中的干空气部分称为干空气，它与普通干空气相同，是一种理想气体。
干空气水蒸气湿空气中水蒸气部分称为水蒸气，它是气体状态的水，是空调技术中最重要的组成部分。
湿空气的组成温度湿空气的温度是指湿空气的平均分子动能，也是湿空气中水蒸气与干空气的平均分子动能。
绝对湿度绝对湿度是指湿空气中水蒸气的质量。
在空调技术中，常以水蒸气密度来表示。
压力湿空气的压力是指湿空气分子对容器壁的压强。
在空调技术中，一般指湿空气的大气压力。
比焓比焓是指湿空气中的水蒸气和干空气的焓之和，它表示湿空气的热量含量。
相对湿度相对湿度是指湿空气中水蒸气分压力与相同温度、压力下的饱和水蒸气压力之比。
比湿比湿是指湿空气中水蒸气的质量与湿空气中干空气的质量之比。
湿空气的状态参数02湿空气性质湿空气的物理性质温度温度是湿空气的主要物理性质，与压力和湿度有关。
压力湿空气的压力是湿空气的一个重要物理性质，与温度和湿度有关。
湿度湿度是湿空气的另一个重要物理性质，表示空气中水蒸气含量的多少。
010203比热容湿空气的比热容表示单位质量空气吸收或释放热量的能力。
导热系数湿空气的导热系数表示空气在单位时间内通过单位面积的热流量。
显热容显热容表示在等温条件下，空气吸收或释放热量的能力。
湿空气的热物理性质湿空气在空调工程中的重要性空调设备的选择湿空气的性质对空调设备的选择和运行有着重要的影响。
舒适度和健康湿空气的性质对室内舒适度和人体健康有着重要的影响。
焓湿图的应用焓湿图是空调工程中常用的工具，用于表示湿空气的状态和性质。
03焓湿图焓湿图的定义和组成定义焓湿图是一种用于表示湿空气状态及其关系的图形，基于一定的气象条件和空气处理过程，通过焓湿图可以分析和计算湿空气的参数和状态变化。
湿空气性质及焓湿图
h t=25 ℃
ts
Φ=50%
Φ=100%
2019/4/20
27
1、 2
湿空气的含湿图
三、含湿图的应用 1、确定湿空气的状态参数
在给定大气压力B时，只要知道湿空气的任意两个独立状态参数，就 可在焓湿图上确定该空气的其余状态参数。 例：已知B=101325Pa，t=22℃，Φ=65%，试在h-d图上确定该空气的其 它状态参数。 P
2019/4/20 12
1.2 湿空气的焓湿图
2019/4/20
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
2019/4/20
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：
2019/4/20 3
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
水蒸气
1、 1
湿空气的物理性质
二、 湿空气的基本状态参数
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 式中 PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
1、 2
湿空气的含湿图
热湿比线的应用
在h-d图的右下方有以任意点为中心画出的不同数值 的ε线。 实际应用时，利用推平行线的方法，通过已知初状态点，作一条平行于给 定ε值的线，就可画出该空气状态变化的过程线。 若已知终了状态的任一参数值，就可在h-d 图上确定其终了状态点。
d1
d2
空气调节_02_第二讲湿空气的物理性质与焓湿图
40
ic
id tD
D C
100%
B
A
d
过饱和区空气状态变化过程图
41
5、焓湿图的应用：不同状态空气的混合
A
d
d 4.19 tc C'
减少焓
C B
进入结雾区 如何变化？
42
中、俄使用的i-d图
C
60 1000 2000 3000 4000 5000 6000
RH=20%
50 RH=40% 40 RH=60% 30 RH=80% RH=100%
27
其中经验式 A=f (V)
绝热加湿小室
稳定流动能量方程式
i1 [(d2 d1 )]iw i2
t1, d1 i1
P
P
t2, d2 i2
tw
28
=0
ts 0
= 4.19ts
100%
ts 0
ts 0
= 4.19ts 0
i const
4.19 （ts）
湿空气 状态变化 过程
等焓减湿过程
31
湿空气的加热过程 A B 湿空气的冷却过程 A C 等焓加湿过程 A E 等焓减湿过程 A D
多 变 过 程
等温加湿过程
D
B Ⅱ Ⅲ A Ⅳ C E Ⅰ F
G
A F
冷却干燥过程
32
A G
变化过程的特征表
i-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征
18
热湿比线（？）
2 65 60 55 50
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
湿空气性质及焓湿图详解
16.05.2020
9
1、1 湿空气的物理性质
5、相对湿度Φ
基本定义：指空气中的水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气 分压力之比。
即： Φ=Pq/Pqb 。
物理意义
➢Φ表示空气接近饱和的程度。Φ值小，说明空气干燥，远离
饱和状态，吸收水蒸气的能力强；Φ值大，则说明空气潮湿， 接近饱和状态，吸收水蒸气的能力弱。Φ=100%为饱和空 气， Φ=0则为干空气。
12
1.2 湿空气的焓湿图
16.05.2020
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：
D
A Φ=100%
16.05.2020
34
1、2 湿空气的含湿图
湿球温度与露点温度谁高？ ts t1
A h
16.05.2020
25
1、2 湿空气的含湿图
例1：已知空气干球温度t=25℃，湿球温度ts=17 ℃ ，大气压力 B=101325Pa，试在h-d图上确定该空气的状态点。
h
A
t＝25 ts＝17
Φ=100%
16.05.2020
26
1、2 湿空气的含湿图
例：已知B=101325Pa，t=22℃，Φ=65%，试在h-d图上确定该空气的其
它状态参数。
PqA
dA
Φ=65%
1
t=22℃
Φ=100%
ts t1
h
16.05.2020
28
1、2 湿空气的含湿图
2、表示湿空气状态的变化过程
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q Rg Pq Pq Pq d 0.622 0.622 g Rq Pg Pg ( B Pq )
5
kg/kg干空气
大气压力B
2. 湿空气的基本状态参数
由于空气和水蒸汽所组成的湿空气也 应遵循理想气体的变化规律
Pv RT
或
PV mRT
压力 密度 含湿量 相对湿度 焓 露点温度
大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混 合而成，我们称其为湿空气。
注意
空气环境内的空气成分和人们平 时说的“空气”，实际是干空气加 水蒸气，即湿空气 。
4
2. 湿空气的基本状态参数
湿空气的主要参数(1)
– 干球温度(dry
bulb temperature) – 水蒸气分压力Pq – 饱和水蒸气分压力Pqb=f (t) – 密度和比容 – 含湿量(humidity ratio/moisture content)：
18
热湿比线（？）
2 65 60 55 50
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32Βιβλιοθήκη 343638
40
42 d (g/Kg)
45
40 35 30 85 95 105 115 125 135
%RH 145
25
20 15 10 25 35 55 45
65
75 i (kJ/kg)
湿空气焓湿图(i-d图)
19
-30 T
热湿比线
定义:湿空气的焓变化与含湿量变化之比 i i 即: 或 d d 1000
单位：kJ/kg
20
一般的，若在i-d图上有A、B两状态点 （如下图），则由A至B的热湿比则 为：
dA dB
iA iB d A dB 1000
iB iA
21
进一步，如有A状态的湿空气，其热量、 湿量变化已知，则有：
Pq.b d 0.622 0.622 B pq B Pq.b
pq
d b 0.622
10
Pq.b B Pq.b
d ( B Pq ) 100% d b ( B Pq.b )
焓
干空气的焓
+
水蒸汽的焓
i g C p. g t
iq C p. q t 2500 C p. g t
16
3. 湿空气的焓湿图
湿空气的焓 湿图是在不同的 大气压力B下， 纵坐标是其焓值， 横坐标是含湿量 值。
17
0
10
20
30
P （10 Pa） q
焓湿图组成
d
1.等焓线 等湿线 2. 等温线
3.
等相对湿度线 水蒸汽分压力线
6000 5000 3000 2000 1000 0 -2000
4. 5.
1. i-d 图是如何画出来的？
i = Cpt + (2500+Cpqt ) d =Pq / Pqb 2. 饱和线随B的不同而不同。 B下降，饱和线右移。 3. 热湿比 = i / d
5
-5 0 -10 -15 -20 -25 -15 -25 -5 5
15
d b 0.622
Pqb ( B Pqb )
空气的湿球温度和露点温度
14
露点温度(dew point temperature)???
与Pq相关或在一定大气压下与d相关的温度
露点温度与干 球温度有关吗? 干球温度、湿 球温度和露点 温度在大小上 有什么区别?
A
ts tl
15
湿球温度
湿空气与周围环境热湿交换达到平衡时 的绝热饱和温度 即近似等焓变化
比焓
（1+d）千克湿空气的焓为
i C p.g t (2500 C p.g t )d 1.01 t d (2500 1.84t )
或
11
i (1.01 1.84d )t 2500 d
焓
干空气的定压比热:
Cp,g=1.005 kJ/(kg. ℃) 水蒸汽的定压比热: Cp,q=1.84 kJ/(kg. ℃) 式中2500为t=0 ℃时水蒸汽的汽化潜热
第二讲 湿空气的物理性质和 i-d图的用法
华中科技大学 制冷与低温工程系 2009年9月
1
本节主要介绍以下内容
2
湿空气的概念 湿空气的基本状态参数 湿空气的焓湿图 湿球温度 焓湿图的应用
1. 湿空气的概念
什么是湿空气?
– 大气＝干空气＋水蒸气
常温常压下湿空气可看作是理想气体:
Q W
其中：负号表示热量（湿量）减小。热 量、湿量的增量一正一负时ε为负。
22
dA
dB
B
100%
A
iB
iA
空气状态变化在i-d图上的表示
12
露点温度(dew point temperature)
温度下降到使得空气的d值等于表中某一饱和含湿量 个所对应的温度称为该未饱和空气的露点 db 值时，这 b 温度 。
d
换言之，露点温度就是当湿空气下降 到一定温度，有凝结水出现时的温度
表 tl
13
出现结露现象
tl
表 tl
无结露现象
本小节将以以上 公式为基本介绍
6
压力
由道尔顿定律分压定律
p pi
i 1
n
湿空气的总压力为P
P Pg Pq
或
B Pg Pq
从气体分子运动论的观点来看 水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少
7
密度
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
d
R g pq Rq p g
287pq 461p g
0.622
pq pg
9
当大气压力B一定时，水汽分压力 P 只取决于含 q 湿量d
相对湿度
表明湿空气的饱和程度
湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比 P q 100% P q .b 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导出
–
水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无内聚 力: (P 10 MPa) PV=RT 各组分同
大气压随海拔高度变化
– 海平面：
B = 101325 Pa = 1.01325 Bar， – 饱和水蒸气分压力一般为1000~2000 Pa
注意：海拔较高的城市不能使用海平面的i-d图！
3
1. 湿空气的概念
Pq B g q 0.00348 0.00132 Rg T RqT T T
8
Pg
Pq
含湿量
在湿空气中与lkg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量
d
mq mg
由Vg=Vq=V Tg=Tq=T ，以及Rg=287 J／(kg· K) Rq＝
46l J／(kg· K)
5
kg/kg干空气
大气压力B
2. 湿空气的基本状态参数
由于空气和水蒸汽所组成的湿空气也 应遵循理想气体的变化规律
Pv RT
或
PV mRT
压力 密度 含湿量 相对湿度 焓 露点温度
大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混 合而成，我们称其为湿空气。
注意
空气环境内的空气成分和人们平 时说的“空气”，实际是干空气加 水蒸气，即湿空气 。
4
2. 湿空气的基本状态参数
湿空气的主要参数(1)
– 干球温度(dry
bulb temperature) – 水蒸气分压力Pq – 饱和水蒸气分压力Pqb=f (t) – 密度和比容 – 含湿量(humidity ratio/moisture content)：
18
热湿比线（？）
2 65 60 55 50
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32Βιβλιοθήκη 343638
40
42 d (g/Kg)
45
40 35 30 85 95 105 115 125 135
%RH 145
25
20 15 10 25 35 55 45
65
75 i (kJ/kg)
湿空气焓湿图(i-d图)
19
-30 T
热湿比线
定义:湿空气的焓变化与含湿量变化之比 i i 即: 或 d d 1000
单位：kJ/kg
20
一般的，若在i-d图上有A、B两状态点 （如下图），则由A至B的热湿比则 为：
dA dB
iA iB d A dB 1000
iB iA
21
进一步，如有A状态的湿空气，其热量、 湿量变化已知，则有：
Pq.b d 0.622 0.622 B pq B Pq.b
pq
d b 0.622
10
Pq.b B Pq.b
d ( B Pq ) 100% d b ( B Pq.b )
焓
干空气的焓
+
水蒸汽的焓
i g C p. g t
iq C p. q t 2500 C p. g t
16
3. 湿空气的焓湿图
湿空气的焓 湿图是在不同的 大气压力B下， 纵坐标是其焓值， 横坐标是含湿量 值。
17
0
10
20
30
P （10 Pa） q
焓湿图组成
d
1.等焓线 等湿线 2. 等温线
3.
等相对湿度线 水蒸汽分压力线
6000 5000 3000 2000 1000 0 -2000
4. 5.
1. i-d 图是如何画出来的？
i = Cpt + (2500+Cpqt ) d =Pq / Pqb 2. 饱和线随B的不同而不同。 B下降，饱和线右移。 3. 热湿比 = i / d
5
-5 0 -10 -15 -20 -25 -15 -25 -5 5
15
d b 0.622
Pqb ( B Pqb )
空气的湿球温度和露点温度
14
露点温度(dew point temperature)???
与Pq相关或在一定大气压下与d相关的温度
露点温度与干 球温度有关吗? 干球温度、湿 球温度和露点 温度在大小上 有什么区别?
A
ts tl
15
湿球温度
湿空气与周围环境热湿交换达到平衡时 的绝热饱和温度 即近似等焓变化
比焓
（1+d）千克湿空气的焓为
i C p.g t (2500 C p.g t )d 1.01 t d (2500 1.84t )
或
11
i (1.01 1.84d )t 2500 d
焓
干空气的定压比热:
Cp,g=1.005 kJ/(kg. ℃) 水蒸汽的定压比热: Cp,q=1.84 kJ/(kg. ℃) 式中2500为t=0 ℃时水蒸汽的汽化潜热
第二讲 湿空气的物理性质和 i-d图的用法
华中科技大学 制冷与低温工程系 2009年9月
1
本节主要介绍以下内容
2
湿空气的概念 湿空气的基本状态参数 湿空气的焓湿图 湿球温度 焓湿图的应用
1. 湿空气的概念
什么是湿空气?
– 大气＝干空气＋水蒸气
常温常压下湿空气可看作是理想气体:
Q W
其中：负号表示热量（湿量）减小。热 量、湿量的增量一正一负时ε为负。
22
dA
dB
B
100%
A
iB
iA
空气状态变化在i-d图上的表示
12
露点温度(dew point temperature)
温度下降到使得空气的d值等于表中某一饱和含湿量 个所对应的温度称为该未饱和空气的露点 db 值时，这 b 温度 。
d
换言之，露点温度就是当湿空气下降 到一定温度，有凝结水出现时的温度
表 tl
13
出现结露现象
tl
表 tl
无结露现象
本小节将以以上 公式为基本介绍
6
压力
由道尔顿定律分压定律
p pi
i 1
n
湿空气的总压力为P
P Pg Pq
或
B Pg Pq
从气体分子运动论的观点来看 水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少
7
密度
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
d
R g pq Rq p g
287pq 461p g
0.622
pq pg
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当大气压力B一定时，水汽分压力 P 只取决于含 q 湿量d
相对湿度
表明湿空气的饱和程度
湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比 P q 100% P q .b 湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导出
–
水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无内聚 力: (P 10 MPa) PV=RT 各组分同
大气压随海拔高度变化
– 海平面：
B = 101325 Pa = 1.01325 Bar， – 饱和水蒸气分压力一般为1000~2000 Pa
注意：海拔较高的城市不能使用海平面的i-d图！
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1. 湿空气的概念
Pq B g q 0.00348 0.00132 Rg T RqT T T
8
Pg
Pq
含湿量
在湿空气中与lkg干空气同时并存的水蒸汽量称为含湿量
d
mq mg
由Vg=Vq=V Tg=Tq=T ，以及Rg=287 J／(kg· K) Rq＝
46l J／(kg· K)