湿空气的湿度图
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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
干燥计算
U dW Sd
而 dW GdX , [W G(X1 X 2 )]
所以 U GdX
Sd
式中 W’—一批操作中汽化的水分量，kg；
G’—一批操作中干物料的质量，kg。
干燥速率曲线：U与X之间的关系曲线。
由干燥速率曲线，可以将干燥过程分为两个阶段：
物料预热阶段
(1) 恒速干燥阶段
H
水汽质量mv 干空气质量mg
nv M v ng M g
18 nv 29 ng
0.622 p , P p
kg水汽/ kg干空气
(1)
空气饱和时， H s 二、 相对湿度：
0.622
P
ps ps
。
水汽分压与水的饱和蒸汽压之比，即
p 100 % ps
代入式(1)，得 H 0.622 ps
即 Iv0 Iv2 (2) 湿物料进出干燥器时的比热相等，并可取其平均值
即 c1 c2 cm 而 c cs Xcw
由 I0 I g0 H0Iv0 cgt0 Iv0H0
I2 Ig2 H2Iv2 cgt2 Iv2H2
相减并代入假定(1)，得
又由
I2 I0 cg (t2 t0 ) Iv2 (H2 H0 ) cg (t2 t0 ) (r0 cv2t2 )(H2 H0 )
恒速干燥阶段
第一降速阶段
(2) 降速干燥阶段
第二降速阶段
干燥机理：
(1) 物料预热阶段，A B
：空气传给物料的热量大于水分汽化所需热量，物料表面温度上
升到空气的湿球温度，, pw , ( pw p) , U
对干燥器进行焓衡算
8.2 湿空气的性质与湿度图解读
（8-4）
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
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
湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用
二、湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用1．I-H图的构成图10-3是在总压力p＝100kPa下，绘制的I-H图。
此图纵轴表示湿空气的焓值I，横轴表示湿空气的湿度H。
图中共有五种线，分述如下。
（1）等焓（I）线平衡于横轴（斜轴）的一系列线，每条直线上任何点都具有相同的焓值。
（2）等湿度（H）线为一系列平行于纵轴的垂直线，每条线上任何一点都具有相同的湿含量。
（3）等干球温度（t）线即等温线将式（10-12）写成H01.1+=.1(+ttI)249088当t为定值，I与H成直线关系。
任意规定t值，按此式计算I与H的对应关系，标绘在图上，即为一条等温线。
同一条直线上的每一点具有相同的温度数值。
因直线斜率（1.88t+2490）随温度t的升高而增大，所以等温线互不平行。
（4）等相对湿度（ϕ）线由式（10-4）、式（10-6）可得：饱饱p p p H ϕϕ-=622.0等相对湿度（ϕ）线就是用上式绘制的一组曲线。
ϕ=100%时称为饱和空气线，此时的空气被水汽所饱和。
（5）水蒸汽分压（水p ）线由式（10－4）可得 H pH p +=622.0水它是在总压p ＝101.325kPa 时，空气中水汽分压水p 与湿度H 之间的关系曲线。
2．I-H 图的应用利用I-H 图可方便的确定湿空气的性质。
首先，须确定湿空气的状态点，然后由I-H 图中读出各项参数。
假设已知湿空气的状态点A 的位置，如图10-4所示。
可直接读出通过A 点的四条参数线的数值。
可由H 值读出与其相关的参数水p 、露t 的数值，由I 值读出与其相关的参数湿t ≈绝t 的数值。
通常根据下述条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：（1）湿空气的温度t 和湿球温度湿t ，状态点的确定见图9-5（a ）。
（2）湿空气的温度t 和露点温度露t ，状态点的确定见图9-5（b ）。
（3）湿空气的温度t和相对湿度 ，状态点的确定见图9-5（c）。
【例题9－2】课堂练习：习题10-3小结：湿空气的性质及湿度图的应用。
湿空气性质及湿度图
湿比热容/kJ.(kgH2O.℃)-1
1.35 1.25 1.00 2490 2460 1.35 2430 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1. 35 0.16
H
0.14
1.15
0.12
汽化潜热/kJ /kJ.(kgH2O)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
不同温度、湿度的气流的混合过程
kg水/kg干 空气
视为理想气体，则： H = 0.622
pV P − pV
饱和湿度H 饱和湿度 s: 湿空气中水蒸气分压等于该温度下水的饱和蒸汽压。
（2）相对湿度ϕ ）相对湿度ϕ
P H = 0.622 P−P
S S
S
pv ϕ= ×100% Ps
( Ps ≤ P)
pv ϕ= ×100% ( Ps > P) P 相对湿度表明湿空气的不饱和度，反映湿空气吸收水汽的能力。
cH υH cH
υH
D B C A H=0.016kg/kg干空气
td
t
t
② 湿空气状态变化过程的图示
H φ=1 φ=1
H
B A t t1 t2 加热
B t1 td t
A t2 冷却
H φ=1
S B B’’ B’
φ=1 B
H
H2 H3
Has A H A t t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
干空气⋅° （ kJ/kg干空气⋅° ） 干空气⋅°C
（4） 湿比热容 cH ）
cH = ca + cV H = 1.01 + 1.88 H
化工原理下 第十二章 干燥
湿空气的饱和湿度是温度的函数。
12.2.1 湿空气的性质
2.相对湿度 在一定总压下，湿空气中水汽分压p与同温度下纯水的饱 和蒸汽压ps之比，称为相对湿度，用 φ表示，即
相对湿度代表空气中水汽含量的相对大小。当p＝0时，φ＝0， 表示湿空气中不含水分，为绝干空气。当p＝ps时，φ＝1， 表示湿空气被水汽饱和，为饱和湿空气，这种湿空气不能用 作干燥介质。可见，φ越小，空气的吸湿能力越大。
12.2.1 湿空气的性质
一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法 在干燥过程中，湿空气中水蒸汽含量的表示方法有两种: 1.湿度 又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气质量之比 (质量比)，用H表示，单位kg水汽/kg干空气。
12.2.1 湿空气的性质
即
当湿空气中的水汽分压p等于该空气温度下纯水的饱和 蒸汽压ps时，湿空气再不能吸收水分，此时湿空气达到饱和 状态，其湿度称为饱和湿度，用Hs表示：
12.2.2 湿空气的湿度图
对于不饱和湿空气，组分数C为2，相数φ为1，根据相 率，可知其自由度：F = C-φ+2 = 2-1+2 = 3 在总压一定的条件下，只要再任意规定两个任意参数， 湿空气的状态即被唯一确定。这两个任意参数一般定为：湿 空气的温度和湿度。 湿度图包括五种线： 1、等干球温度线 3、等相对湿度线
12.1 概述
干燥法去湿的分类： 1、按供热方式分： （1）传导干燥 热能通过传热壁面以传导的方式传给物料，产生的湿分 蒸汽被气相(又称干燥介质)带走。如：纸制品铺在热滚筒上 进行干燥。 （2）辐射干燥 由辐射器产生的辐射能以电磁波的形式到达物料表面， 被物料吸收而重新变为热能，从而使湿份气化。如：红外线 干燥自行车表面油漆。 （3）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场中，电能在物料中转变 成热能，使液体很快升温而气化。这种加热过程发生在物料 内部，故干燥速率较快。如：微波炉
湿空气性质和湿度图湿气体=绝干气体+湿份蒸汽
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体) 1kg 绝干空气及所含水汽所具有焓的总和
IH I g HI w
由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温 度，若取0℃下的绝干空气和液态湿份的焓为零，则
IH (Cg HCw )t r0H CH t r0H
显热项
汽化潜热项
H nw Mw Mw p ng M g M g P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
H 0.622 pw P pw
总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
相对湿度
湿度只表示湿空气中所含湿份的绝对数，不能反映空气偏离 饱和状态的程度。 相对湿度：一定的系统总压和温度下，空气中湿份蒸汽的分
湿比热cH 或干基湿比热J/(kg绝干空气·℃) 1kg 绝干空气及所含水份蒸汽温度升高1℃所需要的热量
CH Cg 1 CW H
式中：Cg — 绝干空气的比热，J/(kg绝干空气·℃)； Cw — 水份蒸汽的比热，J/(kg水份蒸汽·℃) 。
Cg=1.005 kJ/(kg·℃)，Cw=1.884 kJ/(kg·℃) CH 1.01 1.88H
50℃的性质：
⑴相对湿度 从附录查出50℃时水蒸气的饱和蒸气压ps=12.340kPa。当空气从20℃加热到50℃
时，湿度没有变化，仍为0.0147 kg/kg绝干气，故
0.0147 0.62212.340 101.33 12.340
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中， 先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
湿空气焓湿图
（六）、露点温度(Dew Point Temperature)
当空气含湿量保持不变，降低其温度，在呈饱和 状态而刚刚出现冷凝水时（相对湿度为100％） 的温度叫做露点温度。
换言之，露点温度就是当湿空气下降到一定温度， 有凝结水出现时的温度。
当未饱和空气（φ<100%）的温度下降时 水蒸汽分压力保持不变 而饱和空气的水蒸汽分压力随温度下降而下降 则φ随温度下降而增大
当温度下降到一定程度时， φ增大到100%，此时温度为湿空气露点温度。 若温度继续下降，空气中水蒸气就凝结出来。 空调中的很多除湿过程，就利用结露规律。
（判断是否结露）
出现结露现象
无结露现象
tl：只取决于含湿量，与所处温度无关。 含湿量相同的湿空气，露点温度相同。
小结
主要参数 相互关系（独立与关联） t,d,h, φ, B 实际上已知其中两个参数，就可确定其它参
线条过于集中（靠近饱和线的部分）----读数 的精度受影响
图形展开，两坐标夹角由90o扩大到大于等于 135o
图面过长
以一个水平线 画在图的上方 代替实际的d轴
二、焓湿图组成
1.等焓线等含湿量线
与纵坐标轴相平行的垂 直线是等含湿量线，即 d＝常数。
与横坐标轴相平行的 是等焓线，与h相交成 1350的平行线，即h＝ 常数。
数。
无论是空调设计，测试调整及运行管理，都 需要对空气状态参数和空调系统工作情况进 行分析。空气中的许多状态参数是有机地联 系在一起的。若用公式计算很费事，为了应 用方便，根据空气各种状态参数及相互关系 制成线算图。
焓湿图h-d：分别以焓值h和含湿量d为坐标 的图，这种图就称为焓湿图h-d，又称为温湿 图。
湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导出
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在线测试题
5、 对于不饱和空气，表示该空气的三个温 度，即：干球温度t，湿球温度t 和露点t 间的关系是______________。
再见
(3) 等干球温度线 (等 t 线)
I (1.88t 2492)H 1.01t
I与H呈直线关系，t越高，等t线的斜率越大，读 数0-250ºC。
(4) 等相对湿度线 (等 线)
H 0.622 ps P ps
总压 P 一定，对给定的 ： 因 ps= f (t) ， 故 H = f (t) 。
(5) 蒸气分压线
HP pV 0.622 H
总压 P 一定， ps= f (H) ， p-H 近似为直线关系。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart） 1.确定空气的干燥条件
=100%，空气达到饱和，无吸湿能力。 <100%，属于未饱和空气，可作为干燥介质。 越小，
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
根据
图上湿空气的状态点，可方便地查出湿空
气的其它性质参数。如图片所示，已知空气的状态点
为A，由通过A点的等ｔ、等H、等I 线可确定A点的温
度、湿度和焓。因为露点是在空气等湿冷却至饱和时
的温度，所以等Ｈ线与 =100%的饱和空气线的交
点所对应的等ｔ线所示的温度即为露点 .
在同一条等湿线上不同点所代表的湿空气状态
不同，但H相同，露点是将湿空气等H冷却至 =
1时的温度。
(2) 等焓线（等 I 线）
t
tas
ras cH
(H as
H)
对给定的 tas： t = f (H)
对于空气-水系统，tas tw，等 tas 线可近似作为 等tw线。 每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的 tas 。 物理意义：以绝热冷却线上所有各点为始点，经 过绝热饱和过程到达终点时，所有各状态的气体 的温度都变为同一温度。
湿空气的湿度图
湿空气的湿度图
湿空气参数的计算比较繁琐，甚至需要试差。为了方便
和直观，通常使用湿度图。
等湿线
等温线
饱和空 气线
等焓线
p-H线
空气湿度图的绘制 （Humidity chart）
横坐标：空气的湿度，所有的纵线为等湿度线。 左侧纵坐标：空气的干球温度，所有横线为等温 线。
(1) 等湿度线 (等 H 线)
空气湿焓图的用法 （ห้องสมุดไป่ตู้se of humidity chart）
若已知湿空气的两个独立参数分别为：t–tw、t–td、t– Φ ，湿空气的状态点Ａ的确定方法分别示于图5-5（ａ）、
（ｂ）及（ｃ）中。
小结 湿空气湿度图的结构及其 应用。
书面作业
A类作业：说明湿度图的应用方法，课 举例来说明；
B类作业.：说明湿度图的构成。
3、绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和， 则空气的温度不再下降。此温度等于循环水 的温度，称为该空气的（ ） A.湿球温度 B.干球温度 C.平衡温度 D.绝热饱和温度
在线测试题
4. 对于不饱和空气，表示该空气的三个温 度，即：干球温度t,湿球温度t和露点t间 的关系是______________。
绝热饱和温度是空气等焓增湿至饱和时的温度，因
此，由等I 线与 =100%的饱和空气线交点的等t 线所示的温度即为绝热饱和温度tas，对于水蒸汽～ 空气系统，它也是湿球温度tw。由等H 线与蒸汽分
压线的交点可读出湿空气中水汽的分压值。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
A
干燥条件越好。
2.确定空气的状态点，查找其它参数
两个参数在曲线上能相交于一点，即这两个参数是独 立参数，这些参数才能确定空气的状态点。
空气湿焓图的用法 （Use of humidity chart）
3.确定绝热饱和冷却温度
1）等I干燥过程 等焓干燥过程又称绝热干燥过程。 a.不向干燥器重补充热量，即QD=0. b.忽略干燥器向周围散失的热量，即QL=0. c.物料进出干燥器的焓相等，即G(I2’ _ I1’ )=0 沿等I线 ，空气t1 、t2已知，即可确定H1 、H2。 2）等H干燥过程 恒压下，加热或冷却过程。
在线测试题
1、干球温度和湿球温度的差别越大，说 明（ ） A.湿空气的吸湿能力越弱 B.湿空 气的吸能力越强 C.湿空气的绝对湿度越大 D.湿空气的相对湿度越大
在线测试题
2、对于不饱和湿空气，干球温度t，湿球温 度tw和露点td，这三者的关系是（ ） A.t<tw<td B.t>tw>td C.td<t<tw D.td>t>tw