湿空气的性质及湿度图
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
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
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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 ,
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
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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
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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
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

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

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

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。
第1章湿空气焓湿图

▪ 特点:含量比较稳定、在研究时允许看成一个整体
▪ 水蒸汽:江河湖海、生产、新陈代谢等 百分比不稳定、随海拔、地区、季节、气候 等因素影响 含量少(但对状态变化影响很大)
“干”--- “湿”
二、空气的状态参数
标准大气压:通常以纬度45o处的海平面上,全 年平均气压为1标准大气压。
绝对压力、工作压力(表压力)的区别与联系
2 水蒸汽分压力(Pq) Steam Partial e
由道尔顿定律分压定律
湿空气的总压力为p
✓空气中的水蒸汽占有与干空气相同的体积,它 的温度等于空气的温度。显然,空气中水蒸汽的 含量越高,它的分压力也越大。 ✓所以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。
第一章 湿空气的物 理性质和焓湿图的应用
❖ 湿空气的组成和物理性质 ❖ 湿空气的焓湿图(Psychrometric
Chart) ❖ 干、湿球温度
(Dry-bulb,Wet-bulb Temperature) ❖ 焓湿图的应用
第一节 湿空气的状态参数
一、空气的组成 ▪ 自然界的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物,称为
✓ d仅随水蒸汽多少而改变,可以比较准确表达 湿空气中的水蒸汽量。
✓ 湿空气计算时,以含有1Kg干空气的湿空气作 为计算基础。1kg干空气带d Kg水蒸汽,这时 1kg干空气的湿空气重量是(1+d)kg。
3、相对湿度(Relative Humidity) 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
✓ 一定温度下,水蒸汽越多,空气越潮湿,Pq越大;超过 某一限量时,多余的水蒸汽会从空气中析出,水蒸汽含 量达到最大极限,处于饱和状态,称饱和空气。(注意 饱和的含义)。
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湿空气的性质及湿度图
一、 湿空气的性质
(一)湿度H 湿度又称湿含量,是湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量比。即
湿空气的性质及湿度图
湿度也可以理解成1kg的绝干空气对应的湿空气中水蒸气的质量。 常压下湿空气可视为理想气体,由道尔顿分压定律可知,混合气体 中各组分的摩尔比等于分压比,则式(9-1)可变为
显然,比热容仅是湿度的函数。
湿空气的性质及湿度图
(五)离心泵的工作原理
当湿空气的温度为t,湿度为H时,1kg绝干空气和Hkg水汽的焓 之和为湿空气的焓值,以IH表示,即
IH=Ig+HIw
(9-8)
式中IH——湿空气的焓,kJ/kg
Ig——绝干空气的焓,kJ/kg
Iw——水汽的焓,kJ/kg水汽。
湿空气的性质及湿度图
湿空气的性质及湿度图
(二)相对湿度
在一定总压下,湿空气中水汽分压pw与同温度水的饱和蒸气压ps 的百分比称为相对湿度百分数,简称为相对湿度,以φ表示,即
湿空气的性质及湿度图
湿度是湿空气含水量的绝对值,由湿度不能判别湿空气能否 作为干燥介质。相对湿度反映空气的不饱和程度,由其可判断湿 空气能否作为干燥介质。当pw=ps时,φ=1,表示湿空气被水汽 所饱和,称为饱和空气,饱和空气不能再吸收水分,因此不能作 为干燥介质;当pw=0时,φ=0,表示湿空气中不含水分,为绝干 空气,这时的空气具有最大的吸湿能力。所以相对湿度值越小, 表明该湿空气的不饱和程度越大,其干燥能力越强。
湿空气的性质及湿度图
(六)湿空气的温度
1. 干球温度
用普通温度计直接测得的湿空气的温度称 为湿空气的干球温度,简称温度,以t表示。它 是湿空气的真实温度。
湿空气的性质及湿度图
将式(9-4)代入式(9-2)可得H与φ的关系式为
由式(9-5)知,当压力一定时,湿空气的湿度是温度和 相对湿度的函数。
湿空气的性质及湿度图
思考题9-1
若已知空气的湿度H值,怎样计算1kg湿空气中绝干 空气的质量?
湿空气的性质及湿度图
(三)湿空气的比容
湿空气中,1 kg绝干空气与其所带的Hkg水汽的总体积称为湿空气 的
湿空气的性质及湿度图
解得φ=94.3% 水汽分压: pw=φps=0.943×4.2464=4.004kPa 比容:[HJ2.1mm] 由式(9-6)求比容,即
湿空气的性质及湿度图
比热容: 由式(9-7a)求比热容,即 cH=1.01+1.88H=1.01+1.88×0.0256=1.058kJ/(kg绝干气·℃) 焓: 用式(9-8a)求湿空气的焓,即 I=(1.01+1.88H)t+2490H =(1.01+1.88×0.0256)×30+2490×0.0256 =95.49 kJ/kg绝干气
湿空气的性质及湿度图
【例 9-1】
某常压空气的温度为30℃,湿度为0.0256kg/kg 绝干空 气,试求:
(1)湿空气的相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓; (2)湿空气的密度ρ; (3)若将上述空气在常压下加热到50℃,再求上述各性 质参数。
湿空气的性质及湿度图
解: (1)30 ℃时的性质 相对湿度: 由附录查得30℃时水的饱和蒸气压ps=4.2464 kPa。用式(9-5) 求相对湿度,即
化工原理
湿空气的性质及湿度图
在对流干燥过程中,不饱和 湿空气既是载热体又是载湿体, 因而可通过空气的状态变化来理 解干燥过程的传热、传质特性, 为此,应先了解湿空气的性质。
湿空气是由绝干空气和水蒸气 组成的,干燥过程中湿空气中的水 分含量是不断变化的,但绝干空气 的量不变,故以1kg绝干空气作为 基准来研究湿空气的性质。
湿空气的性质及湿度图
(2)根据密度的定义得
相对湿度: 查出50 ℃时水蒸气的饱和蒸气压为12.340kPa。当空气被加热时, 湿度并没有变化,若总压恒定,则水汽的分压也将不变,故
湿空气的性质及湿度图
水汽分压: 因空气湿度没变,故水汽分压仍为4.004kPa 比容: 50 ℃时的比容为
湿空气的性质及湿度图
cg——绝干空气的比热容,kJ/(kg绝干空气·℃
cw——水汽的比热容,kJ/(kg水汽·℃)。
湿空气的性质及湿度图
在常用的温度范围内,cg、cw可按常数处理,cg=1.01kJ/(kg绝 干空气·℃),cw=1.88kJ/(kg水汽·℃)。将其代入式(9-7),得
cH=1.01+1.88H
(9-7a)
vH=1 kg绝干空气的体积+H kg 其中,1 kg绝干空气的体积为
湿空气的性质及湿度图
H kg水汽的体积为
湿空气的性质及湿度图
(四)湿空气的比热容
常压下,含1 kg绝干空气和含有H kg水汽的湿空气温度升高(或降 低)1 ℃
cH=cg+cwH
(9-7
式中cH——湿空气的比热容,kJ/(kg绝干空气·℃
比热容: 由式(9-7)知湿空气的比热容只是湿度的函数,因此,湿空气 被加热后,其比热容不变,为1.058kJ/(kg绝干空气·℃)。 焓: I=(1.01+1.88×0.0256)×50+2490×0.0256=116.7kJ/kg绝干 空气[HJ] 由上计算可看出,湿空气被加热后虽然湿度没有变化,但相对 湿度降低了,所以在干燥操作中,总是先将空气加热后再送入干燥 器内,目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
焓是相对值,计算时必须规定基准温度和基准状态,一般规定 0℃的绝干空气及0℃的液态水的焓值均为零,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℃的水蒸气所需的热及 湿空气由升0℃温至t℃所需热量之和,即
IH=cHt+Hr0=(1.01+1.88H)t+2490H
(9-8a)
可以看出,湿空气的焓是温度和湿度的函数。
式中pw——水汽的分压,Pa或kPa; p——总压,Pa或kPa。
湿空气的性质及湿度图
由此看出,当总压一定时,湿空气的湿度是水汽分压的函数,当 湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压时,空气达 到饱和,相应的湿度称为饱和湿度,以Hs表示,即
式中Hs——空气的饱和湿度,kg水汽/kg绝干空气; ps——空气温度下纯水的饱和蒸气压,Pa或kPa。