知识点：饱和湿空气与未饱和湿空气PPT.
知识点：绝对湿度与相对湿度PPT.
知识点：绝对湿度与相对湿度
每1m3 湿空气中所含有水蒸汽的质量，称为绝对湿度。绝 对湿度在数值上等于水蒸汽分压力下水蒸汽的密度。绝对湿度 表示在单位容积的湿空气中水蒸汽的绝对含量。 mvap pvap vap kg/m3 （1） V RvapT 在一定温度下饱和湿空气的绝对湿度达到最大值，称为饱 和绝对湿度ρ s，其计算式为 ps s 3 kg/m （2） RvapT 绝对湿度只能说明湿空气中实际所含的水蒸汽质量的多少 而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。湿空 气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比，称为相
知识点：绝对湿度与相对湿度
对湿度，用符号φ 表示 vap 100% s
（3）
相对湿度反映了未饱和湿空气接近饱和湿空气的程度， 其值在0～1之间。 当φ =0时，空气为干空气，φ =1时，空 气为饱和湿空气。φ 还可表示为
pvap ps汽分压力pvap愈大，则水蒸汽含量 愈多φ 越大，也就愈接近饱和湿空气。
第三讲 湿空气的I-d图
一、 I-d 图的内容
• I-d 图主要是描述湿空气的状态，即通过 确定湿空气的各个参数，来确定湿空气 的状态。 • I-d 图的横坐标是表示湿空气的湿含量及 湿空气中水蒸气的分压。纵坐标表示湿 空气的温度、焓、密度及比体积。 • I-d 图总体分成三个区域，即不饱和区、 饱和区、雾区。
根据公式：φ＝pd/（622+d）pH
当φ=const时，如果p=0.1MPa，根据
pH=（t/100）4，这样对于给定的一组t
值，可得出相应的一组d值。从而描绘 出φ=const的等相对湿度线。
4. psz=const线 根据公式psz =pd/（622+d） 当p=0.1MPa时， psz ∝d 5. ρ =const线 根据公式ρ =（0.00349 p －0.00132 psz） /（273+t）
I
I2 2 I0 0 0 d0 d2
I1 1 φ=1 d1 d
混合点2靠近质量大的状态点。
（2）三种及多种状态空气的混合
状态分别为A、B、C的湿空气混合。
I
C
P B D A d
25 17
φ=1
O
注：若混合点P点落在φ=1线的下方，则P点为虚点，实际混合后 的状态点应为过P点的等焓线IP（=IC ）与φ=1线的交点C。
E β 0.0019dt C
二、 I—d 图的绘制
O
α
d
1.0t A
2.5d B
25
d
Mi=0.419kJ/mm Md=1g/mm
5
I=0
2. t=const线 根据公式： I=t+2.5d+0.0019td 当t=const时，公式可写成I=A+Bd形式， 可见t=const线为一条直线。
第2章 湿空气解读
绝热饱和器进口处的湿空气温度T1、水温Tw均可用温度 计测定；ha1、ha3、hv1可参照前节讨论的内容确定；饱 和水比焓h、水的汽化热r =(h“h )、d3都可据Tw确定 可确定进入绝热饱和器时的湿空气含湿量d1
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绝热饱和温度 Tw 是湿空气的一个状态参数。对于一 定的湿空气仅取决于湿空气的含湿量d 测定湿空气含湿量的简易方法是使用干 - 湿球温度计 测定其湿球温度Tw用以代替绝热饱和温度 Tw 干 干-湿球温度计由两支完全相同而又 湿 球 球 温 相互独立的普通温度计组成 温 度 度 计 计 干球温度计 —— 与普通温度计无异， 测得湿空气的真实温度温度t 湿球温度计 —— 感温球裹以纱布，纱 干-湿球温度计 布一端浸在水中，靠棉纱的毛细管吸 水作用使纱布保持着湿润状态
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⑵ 含湿量
含湿量(d)——湿空气中相应于1 kg 干空气所含有的水蒸气质量
mv d ma kg/kg（干空气） (a)
式中
mv ——m kg 湿空气中含有的水蒸气质量, kg； ma ——m kg湿空气中含有的干空气质量，kg m = mv + ma
mv v ； V v mv a ma
利用所获结果，绝热 饱和器的能量平衡式可 改写为
a (ha1 d1hv1 ) H1 m a (ha3 d 3 h" ) H3 m w m a ( d 3 d1 ) m w h' m a (d 3 d1 )h' H2 m
a (ha1 d1hv1 ) m a (d 3 d1 )h' m a (ha3 d 3 h") m ha1 d1hv1 d 3 h'd1h' ha3 d 3 h" (ha3 ha1 ) d 3 (h"h' ) d1 hv1 h'
湿空气
露点：湿空气中水蒸汽压力pv所对应的饱 和温度，td=ts(pv) 。在工程上是一个重要的参数。
例11-1 氢气和水蒸气混合物中容积成分： rH 0.965, rH O 0.035 混合物的总压力p=0.15MPa。假定该混合物被等压冷却到20℃， 求露点温度和终态时气相部分的容积成分。
2 2
第十一章
湿空气
湿空气的性质及其状态参数 湿空气的焓湿图 湿空气的基本热力过程
第一节 湿空气的性质
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水 蒸汽及极微量的其他气体所组成。水蒸汽以外的 所有组成气体称为干空气，看作是不变的整体。 因此，湿空气是干空气与水蒸汽组成的混合气体。 在通风、空调、干燥等工程中通常都采用环境 大气，水蒸汽的分压很低(0.003MPa-0.004MPa), 水蒸汽一般处于过热状态，可作为理想气体计算。 因此，湿空气是理想气体混合物。 湿空气中水蒸汽 含量虽少，但其含量和相态 都可能发生变化，对自然现象和工程过程影响都 很大，所以要研究湿空气的热力性质。
解：根据理想气体混合物性质 ri
查表得：td=ts(pv)=33.8℃ 冷却到20℃时
pv rH2O p 0.035 0.15MPa 0.00525MPa 5.25kPa
pi p
pv,20 C ps,20 C 2.34kPa 0.00234MPa
pH2 p pv,20 C 0.15MPa 0.00234MPa 0.14766MPa pv,20 C pH2 rH2 0.9844 rH2O 0.0156 p p
解：理想气体节流后有：p2<p1、h2=h1、 T2=T1， 均适用于湿空气。同时由于节流前后干空气及 水蒸汽量均不变，故进而有d2=d1。 查表：t=30℃，ps=4241Pa pv1= φ1ps=0.64241Pa=2554.6Pa pv 2 pv1 节流过程 d2=d1 即
第九章 湿空气性质和湿空气过程
由于湿布包着湿球温度计，当空气是未饱和空气时， 湿布上的水分就要蒸发，水蒸发需要吸收汽化热， 从而使纱布上的水温度下降。当温度下降到一定程 度时，周围空气传给湿纱布的热量正好等于水蒸发 所需要的热量，此时湿球温度计的温度维持不变， 这就是湿球温度tw 湿球温度与水的蒸发速度及周围空气传给湿纱布的 热量有关，这两者又都与相对湿度φ和干球温度t 有关
(绝热)加湿过程
物品的干燥过程对于湿空 气而言是一加湿过程。这 一加湿过程通常是在绝热 条件下进行的，故称为绝 热加湿过程。 湿空气焓值不变 （ΔH=0 ）的过程，含 湿量d和相对湿度增大， 温度降低。
绝热混合过程
d1 qm1 d2 qm2
空调工程常用方法
d3 qm3 qm1d1 qm2d2 qm3d3
绝对湿度只能说明湿空气中所含水蒸气的多少，而 不能表明湿空气所具有的吸收水分的能力大小。
§9-2 绝对湿度和相对湿度
相对湿度 绝对湿度ρV与相同温度下可能达到的最大绝对 湿度ρV, max （即同温下饱和空气的绝对湿度ρSV） 之比，用φ表示：
pV
Rg ,V T V pV pSV SV pSV Rg ,V T
湿空气与一般理想混合气体的最大区别
水蒸气的含量是变量!!
未饱和（湿）空气和饱和（湿）空气
干 水蒸 过热水蒸气 空＋ 气 饱和水蒸气 气
T
未饱和空气
饱和空气
pSV
b
a p V
pV < pSV(T)
加入水蒸气，pV
s
ห้องสมุดไป่ตู้
湿空气中水蒸气的分压力 pV 通常低于其温度 （即湿空气温度）所对应的饱和压力 pSV ，处于过 热蒸汽状态，如图中a点所示。这种湿空气称为未 饱和空气。未饱和空气具有吸收水分的能力。 如果湿空气温度不变，增加湿空气中水蒸气 含量使其分压力增加，当水蒸气分压力pSV达到其 温度所对应的饱和压力pSV时，水蒸气达到了饱和 蒸汽状态，如图中b点所示。这时的湿空气称为饱 和空气。由于饱和空气中水蒸气与环境中液相水达 到了相平衡，即蒸汽含量达到了最大值，故不再具 有吸收水分的能力。
工程热力学-湿空气
第8章 湿 空 气本章基本要求理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。
熟练使用湿空气的焓湿图。
掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。
8.1 湿空气性质一、湿空气成分及压力湿空气=干空气+水蒸汽二、饱和空气与未饱和空气未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：1．等压降温2．等温加压露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。
三、湿空气的分子量及气体常数结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。
相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
思考：在某温度t下，值小，表示空气如何，吸湿能力如何；值大，示空气如何，吸湿能力如何。
相对湿度的范围：0<<1。
应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为五、含温量(比湿度)由于湿空气中只有干空气的质量不会随湿空气的温度和湿度而改变。
定义：含湿量(或称比湿度)：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。
g/kg(a)六、焓定义：1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和代入： g/kg(a)七、湿球温度用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2．由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。
当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。
湿球加湿过程中的热平衡关系式：由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一般的通风空调工程中可以忽略不计。
工程热力学(湿空气)
三、湿空气的基本热力过程
1、加热（冷却）过程 2、冷却去湿过程 3、绝热加湿过程
Q q ma h2 h1
q (h2 h1 ) (d2 d1 )hw
h2 h1
湿空气 t1
t2
1 2 tw
1
2
100%
q0
mv2 mv1 mw ma (d2 d1 ) mw o
H 0 H2 (Hw H1 ) 0
h1 h2
td
d1 d2
d
ma (h2 h1 ) ma (d2 d1 ) hw
h2 h1
工程热力学 Thermodynamics
二、工程应用举例
工程热力学 Thermodynamics
第八章 湿空气
概述 湿空气＝干空气＋水蒸气
一、研究前提
1、气相混合物作为理想气体混合物； pb pa pv
2、干空气不影响水蒸气与其凝聚相的平衡；
3、当水蒸气凝结成液相或固相时，液相或固相中 不含有溶解的空气。
工程热力学 Thermodynamics 二、饱和湿空气和未饱和湿空气
1、烘干过程
湿湿空空气气出出口 3 烘 箱 湿物体入口
湿物体出口 2 加加热热器器
1 湿湿空空气气入入口
2、冷却塔
工程热力学 Thermodynamics
0.1MPa 32o C
100%
空气
1100 m3 min 0.1MPa 15 oC
65%
热水 38 oC
填料 冷水 17o C
工程热力学 Thermodynamics
2、相对湿度
v v pv pv max pv,max ps
3、含湿量（比湿度）
d mv ma
湿空气
湿空气
含有水蒸气的空气称为湿空气。
大气中永远包含一定量的水蒸气，绝对干的空气在自然界中是不存在的，在空调系统中将干空气看作一个整体，湿空气=干空气+水蒸气。
湿空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力Pg与水蒸气的分压力Pzq之和。
（1）饱和空气。
湿空气中水蒸气分压力有一个最大值，这个最大值就称为该温度下的饱和水蒸气分压力Pbh在大气中，如从水蒸发为汽的数量与空气中水蒸气凝结为水的数量相等，此时大气中所含的水蒸气数量达到最大限度，即水蒸气处于饱和状态。
这种湿空气就是干空气和饱和水蒸气的混合物，称为饱和空气。
（2）未饱和空气。
湿空气中水蒸气的分压力低于其相同温度下的饱和空气水蒸气的分压力，这时的水蒸气处于过热状态，这种湿空气就是干空气和过热水蒸气的混合物，称为未饱和空气。
由此可见，在一定温度条件下，湿空气中水蒸气分压力的大小是衡量水蒸气含量即空气干燥或潮湿的指标。
温度越高，水蒸气的分压力就越大。
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湿空气中水蒸汽的状态由其分压力pvap和湿空气的温度t 确定。在水蒸汽的p-v图上，如图1所示，湿空气中水蒸汽的 状态点为点a。此时水蒸汽的 p 分压力pvap低于温度t所对应 C 的水蒸汽的饱和分压力ps， pb 水蒸汽处在过热蒸汽状态。 b ps 这种由干空气与过热水蒸汽 ts a p (状态点a) 所组成的湿空气 v c t 称为未饱和湿空气。 td 若在温度t不变的情况 0 v 下，向湿空气继续增加水蒸 图1 湿空气中水蒸汽的p-v图 汽量，则水蒸汽分压力将不
知识点：饱和湿空气与未饱和湿空气
断增加水蒸汽状态将沿定温线a-b变化，直至点b而达到饱和 状态。在温度t下，此时水蒸汽的分压力达到最大值，即饱 和分压力ps，水蒸汽为饱和水蒸汽。这种干空气与饱和水蒸 汽（状态点b）所组成的湿空气称为饱和湿空气。如在温度t 不变的情况下，继续向饱和湿空气加入水蒸汽，则将有水滴 出现，而湿空气将保持饱和状态。