知识点：湿空气状态参数计算(综合训练).
9-1-1湿空气参数
Hs=0.622ps/(pT- ps) =0.622×3870/(1.013×105-3870)=0.02471kg/kg绝干气
tw=30-2427.3×(0.02471-0.02403)/1.09=28.49℃ 与假设的28.4℃很接近，故假设正确。
（3）绝热饱和温度
①设tas=28.4℃。
tas=t-r0(Has-H)/cpH
定义：1kg绝干空气及其所带的水气的比热容之和 cpa=1.01kJ/(kg.K) cpw=1.88kJ/(kg.K)
kJ/(kg绝干气.K) cpH= cpa+Hcpw=1.01+1.88H
（六）湿比体积vH 定义：1kg绝干空气及其所带的水气体积之和
1 H 273 t 1.013 105 v H ( ) 22.4 29 18 273 pT
解：由饱和水蒸汽表查得水在30℃时蒸汽压ps=4242Pa。
（1）H=0.622jps/(pT-jps) =0.622×0.6×4242/(1.013×105-0.6×4242)
=0.016kg水气/kg干空气 （2）pv=jps=psd=0.6×4242=2545Pa
由饱和水蒸汽表查得其对应的温度td=21.4℃ （3）Q=LcpH(t1-t0)=100×(1.01+1.88×0.016)×(100-30)
作业：P385 9-1 9-3
单位： kW kJ/s
tw= t - kHrw(Hs,tw-H)/a
讨论： （1）干燥操作中，常用干、湿球温度计测定湿空气
温度和湿度。 （2）测tw时，空气流速应大于5 m/s，减小热辐射和 热传导的影响；
（3）饱和湿空气：t=tw；不饱和湿空气：t>tw； （4）空气——水系统：传热传质系数比a /kH=1.09 ; （5）计算时要用试差法。
9-1-1湿空气参数
（九）露点td
定义：将湿空气等湿等压冷却至饱和时的温度。（水蒸 气分压pv也不变）
H= H s,td 0.622
ps,td pT ps,td
ps,td f ( td )
对于空气-水系统： 不饱和湿空气：t>tw=tas>td 饱和湿空气： t=tw=tas=td
总结 已知：pT, a/kH=1.09
作业：P385 9-1 9-3
结论：需要已知2个参数方能确定空气的状态， 但不是任2个参数都是独立变量。
[例9-2]已知湿空气的总压pT=1.013×105Pa，相对湿度
j=60%，干球温度t=30℃，试求：（1）湿度H；（2）
露点td；（3）将上述情况湿空气在预热器内加热到100℃ 时所需热量。已知湿空气的质量流量为100kg干空气/h。
（八）绝热饱和温度tas
定义：用大量的水将空气
绝热冷却至饱和时 空气的温度。
注意：少量的湿空气与大量水 接触。
传热达平衡时，空气传给水分的显 热等于水分汽化所需的潜热。因此，
可视为等焓过程。 I1=(1.01+1.88H)t+r0H I2=(1.01+1.88Has)tas+r0Has I1=I2
变量：H, Hs, pv, ps, j, I, t, tw, tas 共9个 方程：共7个
p H 0.622 pT p
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I=(1.01+1.88H)t+2490H
ro t as = t - as ( H as - H ) cH
j=pv/ps
tw=tas ps=f(t)
ps H s 0.622 pT ps
定义：1kg绝干空气及其所带的水气的比热容之和 cpa=1.01kJ/(kg.K) cpw=1.88kJ/(kg.K)
空气湿度的计算
空气湿度的计算
由湿空气定义可知:1Kg干空气所带有的水蒸气的质量为含湿量,以d表示,则
d=mv/ma=（Mv·nv）/（Ma·na）（Kg·水蒸气p·干空气）,其中Mv为水蒸气的摩尔质量,18.016×10^(-3)Kg/mol,Ma为干空气的摩尔质量,28.97×10^(-3)Kg/mol。
由气体的分压定律可以知道理想气体混合物中各组元的摩尔数之比等于分压力之比,且Pa=P-Pv,其中Pa为干空气的分压力,Pv为水蒸气的饱和分压力,P为混合湿空气的压力。
所以,上述公式d=mv/ma=(18.016/28.97)·Pv/pa=0.622×Pv/(P-Pa)
这里引入湿空气相对湿度的概念,湿空气中水蒸气的分压力pv,与同一温度、同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力Ps的比值,成为相对湿度,以θ表示,则θ=Pv/Ps,而一般我们所讨论的湿空气均为大气,所以Ps=P=0.1MPa.因此,θ
=Pv/P。
所以,上述公式可进一步演变为：d=0.622×Pv/(P-Pa)=0.622×θ×Ps/(P-θ·Ps),通过查水蒸气饱和分压表可以知道,20℃,相对湿度100%,1个大气压的条件下,水蒸气的饱和分压为Ps=2338.1pa
所以,Pv=θ×Ps=1×2338.1=2338.1Pa
所以,d=0.622×Pv/(P-Pv)=0.622×2338.1/(101325-2338.1)=0.01469Kg(水蒸气)/Kg（干空气）=14.96g/Kg·干空气.。
第一章 湿空气练习题答案(2014)
10.湿空气在预热过程中不变化的参数是( C )。
(A)焓； (B)相对湿度； (C)露点温度； (D)湿球温度。
11.（ C ）上，露点温度相等。
(Ａ)等相对湿度线 (Ｂ)等热焓线 (Ｃ)等湿度线 (Ｄ)绝热冷却线
12.如需将空气减湿，应使其温度 ( D )
(Ａ) 高于湿球温度
(Ｂ) 低于湿球温度
湿度 下降 ，湿球温度 下降 ，露点温度 下降 。 2. 若维持不饱和空气的湿度 d 不变，提高空气的干球温度，则空气的湿
球温度 变大 ，露点温度 不变 ，相对湿度 变小 。(变大，变小， 不变，不确定) 3. 在测量湿球温度时，空气速度需大于4m.s-1，这是为了＿＿＿ ＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿。 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 ___小____ ； 当 Φ =0 时 。 表 示 该 空 气 为 _绝__干__空__气__。 5.相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。（填大、小）
×
4. 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数。
5. 在Φ =1时，干球温度t，湿球温度 tw 和露点温度 td 不相等。 ×
6. 在Φ <1时，干球温度 ，湿球温度 tw 和露点温度 td 三者关系为t > tw>
td
√
7. 未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。 √
8. 当蒸气的温度高于饱和温度时，称该蒸气为过热蒸气。 ×
在一定温度下，湿空气中水蒸气的分压力愈高，其绝对湿度愈 大。但是，在一定温度下水蒸气的分压力不可能超过其相应的 饱和压力ps，因达到饱和压力时，水蒸气开始凝结。
湿空气在未达饱和时，其中水蒸气的分压力pw总是小于饱和压 力ps ，水蒸气处于过热状态。
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—湿空气的状态参数(热工课件)
工程上，对干空气，取0℃的干空气的焓为零，对水蒸气，取0℃
的水的焓为零。则：
h=1.01t+10-3d（2501+1.85t）
湿空气的状态参数
6. 湿空气的密度
湿空气的密度：1m3湿空气所具有的质量称为湿空气的密度，它应
为干空气和水蒸气的密度之和。
含量的参数。
湿空气的状态参数
4. 湿空气的含湿量
含湿量：在含有1kg干空气的湿空气中，所含的水蒸气的质量（通常
以g计）称为含湿量，用符号d表示，单位为：g/kg（d，a），即：
=
×
含湿量在过程中的变化Δd，表示1kg干空气组成的湿空气在过程中
所含水蒸气质量的改变，也是湿空气在过程中吸收或析出的水分。
干球温度计，右侧温度计的水银球
浸在水中的湿纱布包起来，称为湿
求温度计，湿球温度计的温度称为
湿球温度，用twet表示。
湿空气的状态参数
7. 露点温度和湿球温度
若湿球温度计周围为未饱和湿空气，
湿纱布的水将向空气中蒸发，使水
温下降，导致周围空气向水传热，
当水蒸气所需热量正好等于从周围
空气中所获取的热量时，温度计读
湿空气的状态参数
湿空气的状态参数
1. 湿空气的压力
湿空气的总压力p等于干空气的分压力pdry与水蒸气的分压力pvap之
和。
p
当湿空气中的水蒸气状态处于：
a状态
b、d状态
未饱和湿空气；
ps
pvap
饱和湿空气。
o
e
•
b
•
•
a
湿空气及计算
湿空气及计算湿空气及计算湿空气及计算含有水蒸气的空气称为湿空气。
空气中的水蒸气在一定条件下会凝结成水滴，水滴不仅会腐没蚀元件而且对系统稳定性带来不良影响。
因此常采取一些措施防止水蒸气被带入系统。
湿空气中所含有水蒸气的程度用湿度和含湿量来表示。
湿度：绝对湿度：1m3湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。
常用x来表示，即：或由气体状态方程导出：kg/m3式中：m s----水蒸气质量 kg p s----水蒸气分压力 PaV----湿空气体积 m3R s----水蒸气气体常数=462.05 J/kg.Kρ----水蒸气密度 kg/m3T----绝对温度 K和绝对湿度：在一定温度下，单位体积湿空气中所含水蒸气的量达到最大限度时，称此湿空气为饱和湿空气。
1m3饱和湿空气中，所含水蒸气的质量称为饱和湿空气的绝对湿度。
式中：p b----饱和空气中水蒸气的分压力ρ----饱和空气中水蒸气的密度相对湿度：在某温度和总压力下，其绝对湿度与饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度。
式中：x、x b----绝对湿度与饱和绝对湿度 kg/m3d'、d b'----湿空气的容积含湿量与饱和容积含湿量 g/m3气动技术中规定各种阀的相对湿度不得大于90%。
含湿量：质量含湿量：在含有1kg质量干空气的湿空气中所混合的水蒸气质量称为盖世空气的质量含湿量。
式中：m s----水蒸气质量； m g----干空气的质量；p b----饱和水蒸气的分压力； p----湿空气的全压力；φ----相对湿度容积含湿量：在含有1m3的干空气的湿空气中所混合的水蒸气质量称为该湿空气的容积含湿量。
d'=d·ρ g/m3式中：ρ----干空气密度 kg/m3。
热工学基础6.1湿空气的状态参数
4.焓
以单位质量干空气为基准，理想混合气体
h
H ma
maha mvhv ma
ha
d hv
kJ/kg干空气
工程上，取 0oC时
干空气的焓 饱和水的焓
ha=0 hv=0
温度 t下
干空气的焓 水蒸气的焓
ha cpt 1.005t hv 25011.863t
h 1.005t d(25011.863t)
6.1 湿空气的状态参数
湿空气＝（干空气＋水蒸气）
理想混合气体
p pa pv
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
水蒸气
过热蒸汽 饱和蒸汽
1、未饱和湿空气
2、饱和湿空气
干空气 ＋
过热水蒸气
干空气 ＋
饱和水蒸气
湿空气的湿度湿空气中所含水蒸气的量
1、绝对湿度 每1m3湿空气中所含的水蒸气的质量
反映所含水蒸气的饱和程度
3、含湿量 湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准
含湿量
d mv ma
kg水蒸气/kg干空气
pvV
d mv RvT pv Ra pv 287
ma
paV
pa Rv
pa 461.9
RaT
0.622 pv 0.622 ps
p pv
p ps
mv
pvV RvT
kg水蒸气/m3湿空气
绝对湿度
mv V
pv RvT
1 vv
v
不常用
T , pv下水蒸气的密度
2、相对湿度
在相同的温度下： 0 pv ps (T )
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知识点：湿空气状态参数计算
cp.dry=1.01kJ/kg.K，cp.vap=1.85kJ/kg.K。求干空气的质量 流量mdry和补充水的质量流量mw0。 已知：水mw3=190kg/s、t3=46℃，t4=29℃，湿空气 φ 1=50%、t1=24℃，φ 2=100%、t2=31℃，补水温度t0=29℃ 求：干空气的质量流量mdry、补水量mw0 解：由φ 1=50%、t1=24℃和φ 2=100%、t2=31℃查湿空 气的h-d图得 h1=48kJ/kg干空气 d1=9.3g/kg干空气 h2=105kJ/kg干空气 d2=27.3g/kg干空气 由t3=46℃和t4=29℃可求水的焓 hw3=4.1868×46=192.6kJ/kg hw4=4.1868×29=121.4kJ/kg
知识点：湿空气状态参数计算
综合训练
1.安装一冷却塔供应某厂工艺用冷却水，已知热水的质 量流量为190kg/s，温度为46℃。设 m2 2 2 计要求出口处冷水水温为29℃,质量 流量为190kg/s。湿空气进口参数为 3 P1=0.14MPa、φ 1=50%、t1=24℃。湿 m w3 热水 流出时为t2=31℃的湿饱和空气，为 3 保持水流量稳定，向底部冷却水中 1 m1 充入补充水，补充水温度t0=29℃， 冷水 4 见图1。已知干空气和水蒸气的气体 1 湿空气 m w4 常数和定压质量比热分别为 4 补充水 图1 Rdry=287J/kg.K，Rvap=462J/kg.K，
知识点：湿空气状态参数计算
进入冷却塔的湿空气中干空气的质量流量为
mdry mw3 (hw3 h w 4 )Байду номын сангаас (h2 h1 ) hw 4 (d 2 d1 ) 10 3
190 (192.6 121.4) (105 48) 121.4 (27.3 9.3) 10 3
=246.8kg/s 补给水量为
mw0 mdry (d 2 d1 ) 103
246.8 (27.3 9.3) 103 =4.44kg/s
知识点：湿空气状态参数计算