空气线图分析及推演(一)
空气线图
空气线图术语与概念:1、干球温度T:即为用温度计测得的空气温度,称其为干球温度。
就是为了与后述的湿球温度相区别。
2、湿球温度T w:将温度计的温泡扎上润湿的纱布,并将纱布的下端浸于充水容器中,就成为湿球温度计了。
将湿球温度计置于通风处,使空气不断流通,此时该温度计读数为湿球温度。
3、露点温度T d:指空气在水汽含量与气压都不改变的条件下,冷却到饱与时的温度,形象地说,就就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。
4、绝对湿度Z(absolute humidity):定义就是每立方米空气中实际所含的水蒸气的重量,单位为g/m3。
饱与绝对湿度:指1m3空气中实际所含的水蒸气最大限度的重量。
5、相对湿度Ф(relative humidity):指空气实际的水蒸气分压力与同温度下饱与状态空气水蒸气分压力之比。
6、含湿量d:每公斤干空气所含有的水蒸气量g/kg干是以1kg干空气作为计算的基准的。
7、焓i:定义为:该物质的体积、压力的乘积与内能的总与。
对近似定压过程,可直接用湿空气的焓变化度量空气的热量变化。
8、比容(V):定义就是密度的倒数,即就是每千克的空气中所含空气的体积。
9、潜热(Latent Heat):潜的意思就就是温度计测量不出来温度的变化,也就就是物体的热能变了,但就是温度并没有变化,比如0度的水凝结成0度的冰需要散发出一定的能量,但就是温度还就是0度,还有100度的水汽化成100度的蒸汽也就是。
10、显热(Sensible Heat):这种能量的变化温度计可以感测出来有温度的变化,最简单的即就是天气的变化。
11、热湿比ε:热湿比定义为湿空气焓的变化与湿量的比,用公式表示:ε=Δi/Δd。
单位就是j/g或者Kj/kg,热湿比有正有负,可以代表湿空气状态变化的方向。
利用热湿比求空气状态举例:已知B=101325Pa,湿空气初参数为TA=20℃,Φa=60%,当增加10000KJ/H的热量与2KG/H的湿量后,温度TB=28℃,求湿空气的终状态。
空气线图
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； • 当湿空气被冷却时（或与某冷表面接触 时），只要湿空气温度大于或等于其露 点温度，则不会出现结露现象。因此， 湿空气的露点温度也是判断是否结露的 依据。
湿空气状态变化过程在i-d图上 的表示
t B D F A E C i t
100%
中央空调 技术讲座Biblioteka 提高篇湿空气的焓湿图
湿球温度
• 湿球温度的概念在空气调节中至关重要； • 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； • 在工程计算中，近似认为等焓线即为等 湿球温度线； • 常用的主要手段：用干湿球温度计测定 空气状态。
G
d d
湿空气的加热过程
• 利用热水、蒸气及电能等类热源，通过 热表面间接对湿空气加热，则其温度会 增高而含湿量不变。 • A→B
t B D F A E C i t
100%
G
d d
湿空气的冷却过程
• 利用冷水或其它冷媒通过金属等表面对湿 空气冷却，在冷表面温度等于或大于湿空 气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝 结， 因此其含湿量也不会变化，只是温度 将降低。 • A→C
t B D F A E C i t
100%
G
d d
不同状态空气的混合状态在i-d图上的 确定
t
tB tC C
B
100%
iB tA A iC iA d dA dC dB
不同状态的空气互相混合，根据质量与能量 守恒原理，若有两种不同状态的空气A与B， 其质量分别为GA与GB，则可写出： GA iA+GB iB=(GA+GB)iC GAdA+GB dB=(GA+GB)dC
最全T-ln-p图解
1.1.3T-ln-p图T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。
它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。
T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。
它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。
图1.6为MICAPS平台上显示的一张图，图上有等压线（纵坐标）、等温线（横坐标）、干绝热线（即等位温线，表示未饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）、湿绝热线（即假相当位温线，表示饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）和等饱和比湿线（即饱和空气比湿的等值线）。
薄气层的稳定判断在实际大气中，γ＞γd的绝对不稳定情况很少，只有在晴朗的白天近地面气层才可出现；γ＜γm的绝对稳定层结通常出现在晴朗的夜间；大多数情况为条件不稳定层结。
利用T-ln-p图可分析气象站上空大气稳定度状况或计算表征大气温、湿特性的各种物理量。
大气稳定度有静力稳定度和动力稳定度，这里讨论的是静力稳定度，它是表示大气层结对气块能否产生对流的一种潜在能力的量度。
通常采用“气块法”比较绝热上升和下降过程中气块温度递减率与环境大气温度递减率，来判断薄气层的稳定度，分为绝对稳定、绝对不稳定以及条件不稳定三种类型。
在T-ln-p图上比较层结曲线（斜率γ）、干绝热线（斜率γd=0.98℃/100m）和湿绝热线（斜率γm）的倾斜程度即可。
由于γd＞γm，故：⑴当γ＞γd时，干空气和湿空气均为不稳定，称为绝对不稳定；⑵当γ＜γm时，干空气和湿空气均为稳定，称为绝对稳定；⑶当γm＜γ＜γd时，对干空气是稳定的，对湿空气为不稳定，称其为条件不稳定。
（薄气层）整层大气稳定度判断当气层比较厚，或要考虑整层大气的稳定度时，由于γ不是常数，不适用上述判据。
而是根据不稳定能量的正负和大小，判断厚气层的稳定度，分为绝对不稳定、绝对稳定和潜在（真潜和假潜）不稳定。
大气的水平运动和等压线图判读04 ppt课件[1]
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风向 地转偏向力
8
风向形成的三种情况之二: 受水平气压梯度力和
地转偏向力共同影响
（hPa）
北半球高空中的风向
1002
1004
1006
1008
1010
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气压梯度力 地转偏向力
风向
▲风向:与等压线平行. 9
（3）.近地面风
①受力情况:
气压梯度力
风向 （低）
三力:水平气压梯度力+地 转偏向力+近地面摩擦力
线之间成一
(3)此图是_______南____(南或北)半球
夹角
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③
② ④
① 995 990 985 980
读等压线分布图回答:
1.图中①②③④代表风向 的是____②___，表示水平气
压梯度的是______①_，代表
地转偏向力的是_________，
代③表摩擦力的是________.
2.此图表④示
半球.
南
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例题2：图1示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、 PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计 空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答1～3题。
1．若此图表示北半球，PM＞PN，则O点风向为
A．⑥或⑦ B．②或⑥
A
C．④或⑧
D．③或④
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14
2．若此图表示高空等高面，PM＜PN，则O点风向为 A．③或④ B．②或⑧ C．③或⑦ D．⑥或⑦
C
3．近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的
全力方向
D
A．与空气运动方向成180°角
空气线图简介
空气调节之概念
❖ 夏季的空调主要是冷却和除湿的作用 ❖ 冬季的空调主要是加热和加湿的作用 ❖ 气流的控制，是以送风机来达其目的的 ❖ 尘埃的控制，是在空气的回风处装设过滤器
保健用空气调节
❖ 保健用空调又称为舒适用空气调节，调节的 方法有：冷却、加热、除湿、加湿和空气循 环等。一般的商店、百货公司、住宅等均属
尺度线以此点为基准，以决定过程线之斜度 注：以上已知任两项，其他数值均可在线图上求出
空气线图
参考点DB27， RH50%
空气线图的使用方法
❖ 进入调节器具之风称：进风 ❖ 离开调节器具之风称：离风 ❖ 绕过调节器具之风称：旁路风 ❖ 经风扇鼓动在风管中行进之风称：送风 ❖ 离开出风口吹入室内之风称：供风 ❖ 自室内回至调节器具前之风称：回风 ❖ 外气进至调节器具前之风称：外气 ❖ 外气与回风混合之风称：混合风 ❖ 离风与旁路风混合之风亦称：混合风
❖ 湿空气线图一般简称为空气线图，包含如下 空气特性：
① 干球温度db:是用一般标准温度计所测量的 空气温度
② 湿球温度wb:是在标准温度计的感温球上包 上一层湿润的纱布，放在快速流动的气流中 所（5m/s~10m/s)测量的温度,水在空气中自 由蒸发时所测得温度。
空气线图的使用方法
③露点温度dp：当空气被冷却时所含水汽要开 始凝结的温度。
❖ 换气量指自室外吸取的新鲜空气量，不同的 场所需求的换气量也不同
❖ 有效温度ET指人体实际感觉冷热的程度。这 个温度与温度计测量的温度是不一样的。ET 与温度、风速及相对湿度是相关的
工业用空气调节
❖ 工业用空气调节是为了生产制品或保存物品， 故其室内的温湿度等一定要控制在物品最适 宜的条件下。但是工厂内是有工作者在作业 的，所以室内条件，也要控制在接近工作者 感到舒适的条件下。
第2讲 湿空气的I-x图
§6-2 湿空气的I-x图
湿度-温度图：以温度作横
坐标，湿度作纵坐标所绘制 的图，（x-t图或H-t图）。 热含量I作纵坐标所绘制的图， （I-x图）。
I A A I 等x线1 等x线2 B C B 等I线1 C x1 x2 x1 A A B C B
焓-湿图：以湿度x作横坐标，
一、I-x图的组成
0 a
(6-19)
式中，Qgr为燃料收到基高位发热量，kJ/kg； 为考虑炉体散热等因素的燃烧热效率；一般为0.75-0.85; cf、tf为燃料的比热容和温度。
(2) 燃料为气体时
0.09y 1.293V x 0 Cx H y 12x y x fl 0.09y 1.293Va0 1 Cx H y 12x y
A
A
B
C
B
O
2、等热含量线(等I线)
C x1 x2
x
等热含量线是一簇平行于斜横轴Ox、与水平横轴成45夹角 的直线。
令Ri代表纵轴的比例尺(kJ/kg干空气)/mm，则通过A点的等热 含量线的值I= Ri|OA| (kJ/kg干空气)。
在作图时应标明比例尺Rx和Ri，通常Rx/Ri=2000。
I(kJ/kg干空气)Fra bibliotek(2)空气经加热器加热后其湿含量不变， =5% 即x1=x0，加热后的温度为t1=95C，B点 t1=95C B 为等x线x1=0.009 kg水汽/kg干空气与等t 线t1=95C的交点，即B点的参数就是加 热后气体的状态参数。过B点的等热含 t0=20C =60% 量线I1120kJ/kg干空气，1<5%。 A 1kg干空气即(1+x)kg湿空气从加热器中获 得的热量为I1-I0=120-42=78kJ/kg干空气
第十二章空气线图及其应用
第十二章空氣線圖及其應用12-1空氣線圖之特性與結構一、空氣線圖之特性空氣線圖（Psychrometric Chart）僅用在定壓之情況下，以大氣之熱力性質所繪製，所以又稱濕空氣線圖。
二、空氣線圖之結構依據ASHRAE之分類，將空氣線圖分成低溫（-40˚F ~50˚F）常溫（32˚F ~120˚F）及高溫（60˚F ~250˚F）三種圖，在空調工程應用上以常溫空氣線圖居多。
1.乾球溫度（DB）水平軸刻度為乾球溫度（Dry Bulb Temperature）標示值，而垂直線即為等乾球溫度線。
2.濕球溫度（WB）Wet Bulb Temperature：係將一般溫度計之感溫球包上濕紗布，利用水蒸發吸熱之原理所測得之溫度，未飽和時DB＞WB，飽和時DB＝WB。
3.相對濕度（RH）Relative Humidity，常以%表示。
4.露點溫度（DP）Dew Point Temperature 為空氣冷卻至水蒸氣開時凝結時之溫度。
5.飽和線（Saturated Line）相對濕度100%之特性曲線，在此狀況下DB=WB=DP。
6.焓（H）Enthalpy7.比容積（v）V olume為每單位重量乾空氣中所含的體積，單位為m³/kg。
8.比濕度（ω）Specific Humidity單位為kg/kg或Gr/lb或g/kg，在英制中 1 Grains=1/7000 lb。
9. 顯熱比（SHF）SHF=SH/（SH+LH）10.焓的減少修正線一般在應用上，把焓線與等濕球溫度線視為同一條線。
11.焓的增加修正線O為準原點，又稱參考點；在公制空氣線圖上之位置為25℃DB、50% RH；英制空氣線圖上之位置為80˚FDB、50%RH；SI制空氣線圖上之位置為24℃DB、50%RH。
三、空氣線圖之使用只要知道空氣之兩個獨立性質，即可在空氣線圖上查出其它的熱力性質。
【例1】已知室內空氣條件為26℃DB，20℃WB，求此狀況下之（1）RH（2）ω（3）H（4）DPSOL：SI制【例2】已知室外空氣條件為30℃DB，80%RH，求該狀態下（1）WB （2）ω（3）H（4）DP【例3】已知室內條件為24℃DB，50%RH，求該狀態下（1）WB（2）ω（3）H（4）DP12-2 空氣線圖之八種應用變化一、純減熱過程空氣經過冷卻盤管，僅顯熱被吸收，無水分被凝結出來，DP、ω不變，DB、WB、H下降，RH增加。
空气线图认识与算法
空氣線圖認識與算法☆ 空氣線圖畫法：1. 量測室內出入風口：乾球DB 、濕球WB 、相對溼度%RH ，可劃出蒸發效果焓h1、h2。
2. 量測室外出入風口：乾球DB 、濕球WB 、相對溼度%RH ，可劃出冷凝效果焓h3、h4。
3. 各劃出比容積(υ)、比溼度(ω)。
☆空氣線圖認識：1. 乾球溫度(DB)：單位℃，一般溫度計所量測的值2. 濕球溫度(WB)：單位℃，溫度計包濕紗布的值。
(比乾球溫度低)3. 相對溼度(RH)：單位％，水與空氣的溼度百分比4. 露點溫度(DP)：單位℃，空氣冷卻至水蒸氣開始凝結的溫度5. 飽和線：相對溼度100％的曲線，空氣溫度性質為DB=WB6. 焓(H)7. 比容積(v)密度(ρ)8. 比溼度(ω) 9. 顯熱比SHF(Sensible Heat Factor)，空氣顯熱與總熱的比值10. 焓的減少修正數11. 焓的增加修正數12. 準原點：稱為參考點；RHCDB SI RH FDB RH CDB %5024%5080%5025及制位置為；及英制位置為；及公制位置為︒︒︒☆ 空氣線圖數值取得：一、出風口：1.出風口有效面積(Aout)：()2)(9.0)()(m m m 有效面積出風口有效面積寬高=⨯⨯η2.出風口平均風速(Vout)3.出風口風量(Qout)()Qout hr s Vout Aout =⨯⨯3600 二、回風口1.回風口有效面積(Ain)：()2)(9.0)()(m m m 有效面積回風口有效面積寬高=⨯⨯η2.回風口平均風速(Vin)3.回風口平均風量(Qin)()Qin hr s Vin Ain=⨯⨯3600。
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空氣線圖(Psychrometric Chart)分析及推演
壹、空氣性質及相關公式
一、濕空氣(Wet)AIR=乾空氣Dry Air＋水蒸氣Water Vapor
P＝P a＋P v
m＝m a＋m v
二、空氣線圖(Psychrometric Chart)~討論空氣中含有不同質量水氣時隻性質(濕空氣性質)
1.乾球溫度(℃DB)：一般溫度計所測試得到之溫度。
(計算顯熱量用)
2.濕球溫度(℃WB)：一般溫度計之感溫球包紮濕砂布，在5m/s之氣流下所測試得到
之溫度。
3.露點溫度(℃DP)：空氣受冷卻後(等壓冷卻)，水蒸氣開始凝結成水滴之溫度。
即為
對應於蒸氣壓P v之飽和溫度。
4.相對濕度ψ(%RH)：同溫下，空氣中實際所含水分( m v)與所含最大飽和水分( m s)
之比。
ψ＝( m v)/ ( m s)＝( P v)/ ( P s)；at Temp Constan
5.濕度比ω或絕對濕度X(Kg/Kg’)：空氣中實際所含水分( m v)與單位乾空之量( m a)
之比。
(計算潛熱量用)
ω＝0.622 (P v)/ (P a)＝0.622 (P v)/ (P-P v)
6.焓h(Kcal/hr)：空氣熱能之單位(計算全熱量用)，焓值根據一定基準面，乾空氣的
零值系選擇0℃的空氣，水蒸氣的零值系選擇0℃的飽和液態水，即與蒸氣表所用
的基準面相同。
h＝C p×T＋ω×h v
7.比容υ(m3/Kg’)：用理想氣體方程式計算比容。
8.顯熱比SHF(Sensible Heat Factor)：顯熱(Hs)與全熱(H t)之比。
Reference Point：78℉、50%RH或80℉、50%RH
SHF＝(Hs)/ (H t)＝(Hs)/ (H L+ Hs)
三、理想氣體Ideal Gas Law
P a：Kpa υ：m3/Kg’＝(V體積/ m a空氣質量) T：°K
R：氣體常數(KJ/Kg-°K)=R v(萬用氣體8.134) / M(分子量)
四、練習題目
空調區域容積：6×4×4m，室溫38℃DB，大氣壓力101KPa，相對溼度70%RH，求室內濕度比ω、露點溫度(℃DP)、空氣質量m a、水氣質量m V。
將室內等壓狀況下降低溫度至10℃DB，有多少冷凝水量。
貳、空調八大狀態
一、空調八大狀態(空氣線圖上顯示)
1.純加熱(溫度昇高變化)
2.純減熱(溫度降低變化)
3.純加濕(濕度昇高變化)
4.純減濕(濕度降低變化)
5.加熱加濕(溫度昇高,濕度昇高)
6.加熱減濕(溫度昇高,濕度降低)
7.減熱減濕(溫度降低,濕度降低)
8.減熱加濕(溫度降低,濕度昇高)
※PS:練習空調箱，空氣處理過程變化，於空氣線圖繪制(務必熟練)
參、空調常用公式
一、空氣公式
1.風量(CMH):空氣每小時之體積(m3/hr)
2.風速(m/s):空氣流速(計算風管用)
3.空氣顯熱Kcal/Hr (H s)=0.29×CMH×ΔT(℃DB) (計算電熱器用，1KW=860Kcal/hr)
4.空氣潛熱Kcal/Hr (H L)=720 ×CMH×ΔX(Kg/Kg’)(計算加濕器用)
5.空氣全熱Kcal/Hr (H t)=1.2 ×CMH×Δh(Kcal/hr)(計算冰水盤管能量用)
二、水公式
1.水量(LPM):水每分鐘之體積流量(Litter/min)
2.水速(m/s):水流速(計算水管用)
3.水顯熱Kcal/Hr (Hs)= LPM×ΔT(℃)
4.水潛熱Kcal/Hr (Hl)=參考相變化潛熱
肆、練習設計題目
1.外氣條件：35℃，75%RH、2℃，60%RH
2.室內條件：22℃，55%RH
3.OA=4500CMH，RSH=60000Kcal/hr，RLH=15000Kcal/hr
4.C/C BF=0.1、Inlet=7℃
5.試求應用於MAU+AHU及AHU系統之空氣狀況點，於空氣線圖繪制。