水蒸汽和湿空气复习过程
第三讲 湿空气的I-d图..
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=0Βιβλιοθήκη 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。
3. φ=const线
此时d=0，故与纵坐标重合，φ=100%的线叫临界线（饱和曲 线），临界线以上的区域内各点，表示湿空气中的水蒸气处于
过热状态，是未饱和湿空气；线上的点是饱和湿空气。
等水蒸气分压线与等湿含量的关系线：是一组平行于纵轴的直
线。
25 8
热湿比
25
9
三、 I－d 图的应用
1. 湿空气的加热过程在I－d 图上的表示。
复习内容
干燥介质（drying medium）：在干燥过程中能够把热量传递给 木材、同时又能把木材排出的水汽带走的媒介物质。 常用的木材干燥介质： 过热水蒸气(superheated steam)、 湿空气(moist air)、炉气 (furnace air) 干饱和蒸汽质量 x 干度 饱和水质量 干饱和蒸汽质量
等焓线和等湿含量线：等焓线是一组与纵轴夹角为135度的斜
平行线。自下向上焓值逐渐增加。等湿含量线是一组平行垂线， 从左向右逐渐增加。湿含量d标在水平轴上。坐标原点d=0.
等温线：是一组直线，温度不同的等温线并不互相平行，温
度越高的等温线，相对于横轴的倾斜度就越大。
等相对湿度线：是一组向上凸的曲线，φ=0的线为干空气线，
主要内容 • 1. I—d 图的内容 • 2. I—d 图的绘制 • 3. I—d 图的应用
《工程热力学》总复习
名称含义说明体积功（或膨胀功）W 系统体积发生变化所完成的功。
2①当过程可逆时，W = ∫ pdV 。
1②膨胀功往往对应闭口系所求的功。
轴功W系统通过轴与外界交换的功。
①开口系，系统与外界交换的功为轴功Ws。
②当工质的进出口间的动位能差被忽略时，Wt=Ws，所以此时开口系所求的轴功也是技术功。
《工程热力学》期末总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式：1kg 工质经过有限过程：q = ∆u + w（2-1）1kg 工质经过微元过程：δq = du+δw（2-2）mkg 工质经过有限过程：Q = ∆U +W（2-3）mkg 工质经过微元过程：δQ = dU +δW（2-4）以上各式，对闭口系各种过程（可逆过程或不可逆过程）及各种工质都适用。
在应用以上各式时，如果是可逆过程的话，体积功可以表达为：2δw =pdv（2-5）w= ∫1 pdv2（2-6）δW = pdV（2-7）W = ∫1 pdV（2-8）闭口系经历一个循环时，由于U 是状态参数，∫dU = 0 ，所以∫δQ = ∫δW（2-9）式（2-9）是闭口系统经历循环时的能量方程，即任意一循环的净吸热量与净功量相等。
二、稳定流动能量方程q = ∆h + 1∆c 2 2= ∆h + wt + g∆z + ws（2-10）（适用于稳定流动系的任何工质、任何过程）2q = ∆h −∫vdp（2-11）1（适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程）三、几种功及相互之间的关系（见表一）表一几种功及相互之间的关系s1名称 质量比热容c体积比热容 c '摩尔比热容 M c 三者之间的关系单位 J/（k g ·K ）J/（m 3·K ）J/ （kmol ·K ）M cc ' = c ρ 0 =22.4ρ 0 − 气体在标准状况下的密度定压 c'c pM c p定容c V'c VM c V推 动功W push开口系因工质流动而传 递的功。
水蒸气与湿空气
一、空气调节装置的工作概况
图9-15 空气调节装置示意图
第七节 湿空气的典型过程
二、湿空气的几种典型过程 1.绝热混合过程
图9-16 确定混合后湿空气的状态
第七节 湿空气的典型过程
0.001(ma1+ma2)d3=0.001ma1d1+0.001ma2d2
第七节 湿空气的典型过程
2.汽化阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
3.过热阶段
第二节 水的定压加热汽化过程
解：1)因t=150℃>ts=99.63℃，故该蒸汽处于过热蒸汽状态。过热度D=t-ts=(99.64)℃=50.37℃。 2)10kg工质中既含有蒸汽又含有水，即处于汽、水共存状态，故为湿蒸汽状态，其温度必为饱和温度ts=99.63℃。
第七节 湿空气的典型过程
2.加热过程
Cycle Diagram
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第五节 湿空气的基本概念
解：1)由饱和水蒸气表查得21℃时水蒸气的饱和压力为ps=0.024 896×105Pa，故水蒸气分压力为
2)由式(9-21)得含湿量为
第五节 湿空气的基本概念
第六节 湿空气的参数与h-d图
一、湿空气的焓
第六节 湿空气的参数与h-d图
二、湿空气的其他参数
三、湿空气的h-d图
第三节 水蒸气的表和图
二、水蒸气的h-s图
第三节 水蒸气的表和图
由于水蒸气表是不连续的，在求表列间隔中的数据时，必须使用内插法。因此，根据分析计算和研究的实际需要，可以用状态参数坐标图绘制水蒸气的各种热力性质图。如前述p⁃v图和T⁃s图，这两种图在分析过程中是有其特点的。但在工程上常常需要计算功量和热量，这在p⁃v图和T⁃s图上就需要计算过程曲线下的面积，而面积的计算，特别是不规则曲线包围的面积的计算，极不方便。如能在一种图上以线段精确地表示热量及功量的数值，则对于热功计算可以提供极大的方便，而h⁃s图就具有这种作用。因定压下的加热量（或放热量）等于焓差，即qp=h2-h1，而绝热膨胀的焓降等于技术功，即wt=h2-h1，故如在以焓为纵坐标、熵为横坐标的h⁃s图上，精确地画出标有数据的定温、定压线等，则用它作热工方面的数值计算是非常方便的。
西南科技大学《热工基础及流体力学》期末考试复习
热工基础及流体力学第一章 气体的热力性质（名词解释）1.工质：实现能量传递与转换的媒介物质 。
2.热力学系统：热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象，称为热力系统，简称热力系或系统。
3. 热力系分类：①封闭热力系（与外界有能量传递,无物质交换的系统。
系统的质量恒定不变）②开口热力系：（与外界有能量、物质交换的系统，系统的质量可变）③绝热热力系（与外界没有热量交换的系统）④孤立热力系：（与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统）4.热力状态：工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性，称为热力学状态，简称状态。
5. 状态参数：描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数，简称状态参数。
基本状态参数：温度（T ）、压力（p ）、比体积（v ）导出状态参数：热力学能（U ）、焓（H ）、熵（S ）6. 理想气体：是指状态变化完全遵循波义耳-不占体积的质点，分子之间没有相互作用力。
7. 热力学能：指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。
包括了：①内动能:分子热运动的动能。
②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。
第二章 热力学基本定律（填空+计算（卡洛循环）+名词解释） 1.准平衡过程：过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为 准平衡过程，或准静态过程 。
2. 可逆过程：如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为 可逆过程。
反之,则称为不可逆过程 。
(可逆过程是一个理想过程，可逆过程的条件：可逆过程= 准平衡过程 ＋ 无耗散效应）。
3.关系：准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化，而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。
可逆过程必然是准平衡过程，而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4.热力学第一定律：实质就是热力过程中的能量守恒定律。
热工基础 第五章.水蒸气与湿空气
液体 汽化
蒸发 ：任何温度下在液体表面进行的
汽化现象，温度愈高愈强烈。
沸腾 ： 沸腾是在给定压力所对应的温
度下发生并伴随着大量汽泡产生 的汽化现象。
p
饱和状态：液面上蒸气空间中 的蒸气和液体两相达 饱和蒸气 到动态平衡的状态 。
饱和液体
ts
饱和压力ps、饱和温度ts： ps f (ts ) 水蒸气：ps＝0.101325 MPa，ts=100 º C
31
f t tw
根据干湿球温度计测量的干、湿球温度就可 以由上式确定空气相对湿度的大小。
30
第五章小结
重点掌握：
(1) 水蒸气的定压加热产生过程，在 p-v 图和 T-s 图上表示定压加热时水蒸气的状态变化； (2) 利用水和水蒸气表及水蒸气的焓熵图确定 水蒸气的状态参数。 (3) 湿空气的性质及其描述方法，利用焓-湿图 表示湿空气的加热吸湿和冷却去湿过程，。
Td称为露点温度，简称露点。 pv ps T 结露： 定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和， 凝结成水（过程1－2）。 结霜： Td 0 C
18
3. 绝对湿度、相对湿度和含湿量
湿度：湿空气中水蒸气的含量。 （1） 绝对湿度 1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气 的绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：
湿蒸汽的状态参数 1kg 湿蒸汽是由x kg干蒸汽和（1－x）kg饱 和水混合而成， vx xv 1 x v v x v v 注意 hx xh 1 x h h x h h 单位 sx xs 1 x s s x s s
5-2
水蒸气的状态参数
一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差 别很大 ,为了便于工程计算，将不同温度和不 压力下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过 热蒸汽的状态参数列成表或绘成线算图。 饱和水与饱和蒸气表 分为以温度为序（附录表5）和以压力为序 （表6）两种。
工程热力学第9讲-第二部分复习-工质热力性质及热力过程计算
c p 1.0041.859 0.001 d
Hale Waihona Puke R 0.287 0.4615 0.001d
s c p ln
T p R ln 273 100
湿空气的焓湿图
h 1.005t d (2501 1.863t )
h1 hw
湿球温度tw=绝热饱和温度
h h t tw td
研究蒸气热力过程的依据
1)第一定律
q u w h wt
2)状态参数 查图、查表
dh c p dT du cv dT
pv RT
c p cv R
3)过程参数（可逆过程）
q Tds
w w pdv pdv wt wt vdp vdp
研究蒸气热力过程的步骤
研究步骤： (1).利用图表，由已知的初态参数确定未知的初态参数；
(2).利用图表，根据过程特点和已知的终态参数确定未知 的终态参数； (3).由初态参数和代入有关公式计算过程中的能量传递、 转换量：q，w，wt。
水蒸气图、表的应用
应用： 1.已知某状态任意两个独立参数（p，v，t，u，h，s，x） 就 能查出其余各参数，并可判别工质的状态。 2.分析计算热力过程中工质状态变化及与外界的能量交换。 分析计算的一般步骤： （1）已知任意两个初态参数，查出其它各初态参数（p1，v1， t1，u1，h1，s1，x1）。 （2）根据过程条件（定压、定温、定熵、定容）及终态的一 个参数，查得终态各参数（p2，v2，t2，u2，h2，s2，x2）。 （3）根据初终态参数及过程条件计算能量交换。 （4）将过程表示在状态图上（p-v，T-s，h-s…）。
热工基础-3-(3)-第三章 湿空气
露点温度越高，说 1
Td
明湿空气中水蒸汽 越多，pv 越大。湿度
1、绝对湿度
单位容积的湿空气中包含的水蒸汽 质量，也就是水蒸汽的密度。
pv 1 v vv Rg ,vT
在一定温度下：
湿空气中水蒸汽的分压力愈大，其绝对湿度 愈大； 水蒸汽的分压力不可能超过该温度下水蒸汽 的饱和压力。
pv ps
水蒸汽达到饱和时，湿空气具有该温度下最 大绝对湿度。 两种具有相同绝对湿度的空气，他们也具有 相同的“吸湿能力”吗？
2、相对湿度
湿空气的绝对湿度与同 温度下饱和空气的绝对湿 度的比值为相对湿度：
pv v , RvT ps s RvT
v s
v v pv s max ps
三、湿空气的焓 考虑到湿空气中水蒸汽的质量经常变化， 而干空气的质量是稳定的，所以湿空气的比 焓是相对于单位质量的干空气而言：
ma ha mv hv h ha dhv ma
经验近似公式（kJ/kg）：
h 1.005 t d (2501 1.86 t )
例题：房间的容积为50m3，室内空气温度为 30℃，相对湿度为60%，大气压力Pb = 0.1013 MPa，求：湿空气的露点温度td，含 湿量d、干空气的质量ma、水蒸气的质量mv 及湿空气的焓值H。 解：由饱和水蒸气表或附表15查得： t=30℃时， Ps = 4241 Pa，所以
以上是喷水绝热 加湿；若是喷蒸 汽加湿，此时蒸 汽带入的焓一般 不能忽略，过程 如图中1-2’
三、湿空气的冷却去湿过程
湿空气的冷却去 湿过程示意图
冷流体
1 22
热空气
冷空气
凝结水
1. 湿空气冷却去湿过程的热力学分析
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。
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水蒸气是实际气体!
水蒸气 在空气中含量极小，当作理想气体
一般情况下，为实际气体，使用图表
18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质 直到内燃机发明，才有燃气工质 目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质 优点: 便宜，易得，无毒，
膨胀性能好，传热性能好
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§5-1 水蒸气的饱和状态
一、汽化: 由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化)
蒸发：汽液表面上的汽化
沸腾：表面和液体内部同时发生的剧烈汽化现象
(气体和液体均处在饱和状态下)
二者的异同：
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不同：蒸发在任何温度下都能进行，而沸腾 必须在一定的沸点才能发生；蒸发速度慢， 沸腾汽化快。
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三、饱和状态
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和温度Ts 饱和压力ps
一一对应
放掉一些水，Ts不变， ps？
Ts
ps
ps=1.01325bar
青藏ps=0.6bar 高压锅ps=1.6bar
Ts=100 ℃ Ts=85.95 ℃
Ts=113.32 ℃
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§5-1 水蒸气的定压发生过程
t < ts
t = ts t = ts
t = ts
t > ts
未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ v > v’’
h < h’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ h > h’’
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三、水蒸气的p-v图和T-s图
ts
t>ts
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一点，二线，三区，五态
p
pc
a3 b3
a2 b2
T
C p pc
c3 d3 e3
T Tc Tc
c2 d 2 e2
Tc
a1 ba 3
v
p pc p c
C
T
e3
Tc
e2
s < s’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’ s > s’’
水预热
汽化
过热
一、水蒸气的定压发生过程
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0.01℃ ts
ts
ts
a-b—0.01℃未饱和水→ts饱 和水。t↑，v↑。
b-d—ts饱和水→ ts干饱和水 t>ts 蒸汽。v↑， t和p均不变。
其间为汽液混合的湿饱和蒸汽。 d-e—ts干饱和水蒸汽→ t过
L h h ( u u ) p ( v v )
定义：内汽化潜热 L— 汽化潜热中转变为热力 学能的部分；外汽化潜热 L — 用于对外作功的 部分。则有
LL L
定压过热过程中所需的热量称为过热热量q。按能量转换关系，
有
qhh
显然，将0.01℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体 热、汽化潜热与过热热量三者之和。而且整个水蒸气定压发生过程 及各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。
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一、水蒸气状态参数确定的原则
1、未饱和水及过热蒸汽 确定任意两个独立参数，如：p、T
2、饱和水和干饱和蒸汽 确定p或T
3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
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饱和状态—饱和区内，饱和水和饱和水蒸气共存的平衡状态。
在饱和状态下，饱和水与饱和水蒸气的平衡是动态的平衡。
相同：从微观角度讲，二者都是动能较大的 液体分子克服了表面张力的作用飞入上面 汽相空间的过程。
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二、液化（凝结） 物质又气态转变为液态的过程。
特点：1. 凝结是气相空间的蒸汽分子相互碰 撞或碰撞回到液面凝结成液体的过程。
2. 凝结速度与气相空间的蒸汽压力有关。压 力越大，汽体分子密度越大，碰撞几率越 高，凝结速度越快。
一般情况下，对温度为0.01℃时不同压力的水，取u0.01≈0。压力 不高时，对0.01℃时水，也可取h0.01≈0。
水的定压汽化过程中，1kg饱和水汽化成为干饱山和西农水业蒸大学气工程所技需术学的院 热量称为汽化潜热L。
汽化过程的压力越高，汽化潜热的数值越小。在临界压力下，汽 化潜热为零。
定压汽化过程中的热量转换关系为
b3
b2
b1
c3
c2
d
3d
2
c1
d1
e1 B
s
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一点：临界点 二线：上界线、下界线 三区：过冷水区、湿蒸汽区、过热蒸气区 五态：未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、
干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态
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§5-2 水蒸气状态参数
水蒸气的热力性质比较复杂，用水蒸气状态方程 式计算比较困难。水蒸气的热力性质表和相应的图线， 提供了计算所需的各种状态下水蒸气参数的详尽数据。
热水蒸汽。t↑，v↑。过热度D= t-
ts
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水蒸气定压发生过程说明
(1) QUWUpdV
UpVU(pV)H
(2) SSf Sg0
只有熵加热时永远增加
(3) 理想气体 h f (T )
实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加
h''h' 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 t过冷ts t 过冷水
过热蒸汽 过热度 t过热tts
二、水蒸气发生过程中的能量关山西系农业大学工程技术学院
水蒸气定压发生过程的三个阶段：
①水的预热过程—未饱和水(0.01℃)→饱和水(ts)； ②水的汽化过程—饱和水(ts)→干饱和水蒸气(ts)； ③水蒸气的过热过程—饱和水蒸气（ts）→过热水蒸气(t)。
定压预热过程的能量转换关系为
q h h 0 . 0 1 ( u u 0 . 0 ) 1 p ( v v 0 . 0 )1
因v’≈v0.01，所以
p↑→ts↑，q'↑
q h h 0 .0 1(u u 0 .0)1
热工计算仅需计算Δh及Δu，故可任取某个状态作为计算的零点。 国际水蒸气性质会议规定，水的三相点状态下u＝0。
饱和温度与饱和压力之间有确定的对应关系。压力越高，饱
和温度也越高。如，p＝0.0108kPa时，ts＝0℃；当p＝101.325 kPa 时， ts＝100 ℃ 。 ts和ps之间的关系，由实验或经验公式确
定。
由于饱和区内的湿饱和蒸汽的温度ts与压力ps具有一定的函数
关系，所以两者只能作为一个独立参数。要确定湿饱和蒸汽的状 态，还须另一个独立参数，一般采用“干度”作为参数，但也可 以是其它的状态参数，如焓、熵、比体积中的任何一个。