__湿空气性质.
湿空气的性质及湿空气湿度的计算方法

d2-d1 h水
q h1 d2 d1 h水 h2
q h2 h1 d 2 d1 h水 h2 h1
设t不变 12
1
设 不变
13
d
五、绝热混合过程
d1 ma1 d2 ma2
空调工程常用方法
d3 ma3
ma1 ma 2 ma3 ma1d1 ma 2d2 ma3d3
上部未饱和线 下部无意义 0 干空气d=0
d
焓湿图的结构
4、 线 d h ts=99.63oC
h t
ps (99.63) pb
ps (t ) d 0.622 pb ps 22 1
100%
2
h 1
2 1 2'
2’ 1 3
4
d
三、绝热加湿过程
d1 h1 t1 d2 h2 t2
d2-d1 h水
h
1 2 1
向空气中喷水,汽化潜热 来自空气本身,t
蒸发冷却过程
h1 d2 d1 h水 h2
h1 h2
d
t
0
d
四、加热加湿过程
d1 h1 t1 q d2 h2 t2 h3 h2 h h1 1 3 2
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度 反映所含水蒸气的饱和程度
越干燥,吸水能力强
越湿润,吸水能力低
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
mv d ma
kg水蒸气/kg干空气
pvV mv RvT pv Ra pv 287 d ma paV pa Rv pa 461.9 RaT pv ps 0.622 0.622 p pv p ps
8.2 湿空气的性质与湿度图解读

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
第八章湿空气

温度分别为25º C和15º C。试求含湿量、相对湿度和空气的
焓值。
第二节 湿空气的焓湿图
定d线 定h线 定t线 定φ线 定pv线
d 622 pv p pv g / kg( a )
135º t
3 t2
h
d1 d2 d3
φ
1
φ
2
φ =100%
t1 h3 h2 h1
湿空气的露点和湿球温度 热湿比
空气饱和与否 取决于 t,pv
过热 t ts pv
饱和 t ts pv
空气未饱和
空气饱和
p
未饱和空气达到饱和: 1. 定温加湿:AB线,使pv p 提高达到对应 t 的ps。例如 p 向空气中加入大量水蒸气。
B
s
饱和状态(饱和空气)
过热(未饱和空气)
2、湿球温度
h1 c ptw (d2 d1 ) 103 h2
绝热饱和温度能量方程
h1 ( d2 d1 )hl2 h2
h1 h2
φ的确定:湿度计测定,如干湿 球温度计。 φ愈小,空气吸收水蒸汽的能 力愈大,湿纱布上水蒸发快, 湿球温度tw愈低:
所以 f (t, t w )
水面
液体水t2
未饱和空气流过绝热水槽时,部分水蒸发进入空气,空气提 供汽化潜热,温度降低,含湿量增加,当水槽足够长时,空 气成为饱和空气,其温度为绝热饱和温度。 补充水槽中蒸发的水量,将过程看作稳态稳流过程,可列出质 量平衡和能量平衡关系式。
水蒸气质量守恒:
v1 m e m v2 m
c
2
1
c点:
ma1h1 ma 2 h2 hc ma1 ma 2
湿空气的性质及湿度图

最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图(Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴,H的读数范围: 0~0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数,W (/ m2.o C)
其中
S 空气与湿纱布的接触面积,m2 N 水分向空气的扩散速率,kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数,kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t :普通温度计所测之温度
湿球温度tw:实验装置见下页,假设: a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则:水分气化与扩散 (需要热量) 湿纱布水温
传热(由空气 湿纱布)
当传递的热量=气化所需潜热时,湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值;相对湿度代表空气 的饱和程度,由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
湿空气的物理性质

湿空气的物理性质
一.湿空气的状态参数
湿空气是指含有水蒸气的空气。在温度 和压力一定的条件下,一定容积的干空气所 能容纳水蒸气量是有限的。
未饱和 湿空气
湿空气中水 蒸气含量未达到 最大值
未
饱和蒸汽压 P
饱和 湿空气
湿空气中水 饱和蒸汽压
蒸气含量达到最 大值
PS
在标准大 气压下,
温度升高 PS变大。
室内物理环境
湿空气的物理性质
【任务解析】
空气的湿状况
材料保温能力就降低; 机械强度降低,对结构产 生破坏性的变形。有机材 料腐朽,降低结构的使用 质量和耐久性。
影响房间的卫生:潮 湿的材料有利于繁殖霉菌 和微生物,危害人体健康, 使物品变质。
一是避免在围护结构的内表面产生结露。 二是防止在围护结构内部因蒸气渗透而产生 凝结受潮。
12℃,则该空气在20℃时的相对湿度是多少?
湿空气的物理性质
【案例解析】 (1)从附表E中查得20℃时的饱和蒸汽压为2337.1Pa;
12℃时的饱和蒸汽压为1401.2Pa; (2)空气的相对湿度
1401.2物理环境
湿空气的物理性质
不 相
绝对湿度f 符 每立方米空气 中所含水蒸气的重 量f。 饱和蒸汽量 fmax
相
符 相对湿度Φ
在一定温度及大
气压下:
湿空气的物理性质
二.露点温度
空气在含湿量和大气压不变的情况下,冷却 到饱和状态所对应的温度,称为该状态下的露点 温度。用td表示。
湿空气的物理性质
【案例】 已知某房间在标准大气压下露点温度是
湿空气的性质

A t2 冷却
φ=1
S B B’’
201
B’
H 2-0 3 Has
-01
φ=1 B
H
H2 H3
A t
H
A t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
不同温度、湿度的气流的混合过程
固定φ,则可确定t,H的关系
④ 绝热饱和线(等湿球温度线);
H as − H cH =− t as − t ras
⑤ 湿比热线;
c H = ca + H = 1.01 + 1.88 H 2c0 V
⑥ 比容线; 干比容线
12-0
3-01
υ a = 0.773
273 + t 273
273 + t 273
H = 0.622
ϕPS P − ϕPS
H=f(ϕ,t)
(3) 湿比体积νH (m3/kg干空气)
2021 在p=101.3 kN/m 时
υH υH
22.4 273 + t 22.4 273 + t = × + × H 29 273 18 273 273 + t = (0.773 + 1.244 H ) 273
较为精确。 (8) 露点td
h 201 近似为常数( =0.96~1.005 ),数值上等于相同条件下的 2 kH -03
说明:测量湿球温度时,空气速度一般需大于5 m/s,使测量
保持空气的H不变,降低温度,使其达到饱和状态时的温度。
Pd H = 0.622 P − pd
pd :为露点td 时饱和蒸汽压,既该空气在初始状态下的水蒸 气分压pv。
湿空气的湿度图
化工单元操作:湿空气性质

式中:gc ——干空气的平均等压比热容,()K kg kJ ⋅干空气/;v c ——水汽的平均等压比热容,()K kg kJ ⋅水蒸汽/。
在工程计算中,常取gc 和v c 为常数,即g c =1.01()K kg kJ ⋅干空气/,v c =1.88()K kg kJ ⋅水蒸汽/,所以,湿空气的比热容为H c =1.01+1.88H [()K kg kJ ⋅干空气/] (8a)即湿空气的比热容只随空气的湿度H 而变化。
6.湿空气的焓I指以1kg 干空气为计算基准的湿空气的焓,即为1kg 干空气的焓与其所带的 Hkg 水汽的焓之和,其单位为kJ/kg 干空气,即g v I I HI =+ (9) 式中:gI ——干空气的焓,()K kg kJ ⋅干空气/;v I ——水汽的焓,()K kg kJ ⋅水蒸汽/。
通常规定0℃时干空气及液态水的焓为零,于是 tc I g g =t c r I v v +=0式中:0r ——0℃时水的汽化潜热,0r =2492kJ/kg。
于是()Hr t H c c I v g 0++=()()干空气kg kJ H t H /249288.101.1++= (9a)由式(4-9a)可知,湿空气的焓值随空气的温度t、湿度H 而变化。
7.湿空气的温度(1)湿空气的干球温度t。
简称温度,是指湿空气的真实温度,可直接用普通温度计测量。
(2)湿空气的露点d t 。
不饱和湿空气在总压力和湿度H 不变的情况下进行冷却、降温,直到达到饱和状态时的温度称为该空气的露点d t 。
此时湿空气的湿度H 就是其露点d t 下的饱和湿度S H ,即H=S H ,相对湿度ϕ=100%。
可见,一定总压力下,空气的湿度H(或水蒸气分压w p )越大,则露点d t 就越高。
只要测出露点温度d t ,便可查得此温度下对应的饱和蒸汽压s p ,从而根据式(4)求得空气的湿度H。
这是露点法测定空气湿度的依据。
5-4 湿空气的性质

状态越远,空气越干燥,吸湿能力越强。
✓φ=0,对应于干空气; ✓φ=1,湿空气为饱和湿空气。
3. 含湿量(比湿度)
v
mv V
pv Rg ,vT
(1)定义:是指在湿空气中,与单位质量干空气
共存的水蒸气含量。
(2)表示:
d mv v ma a
(3)含湿量与水蒸气分压力,相对湿度关系:
根据理想气体状态方程式:
ps C
pv
A
不再具有吸收水分的能力。
0
v
2. 饱和湿空气 由干空气和干饱和水蒸气组成的湿空气。
分析
✓ “饱和”的含义:pv =pv max = ps (T), 水蒸气的分压力达到最大值。
✓ 在该温度下,湿空气不可能再吸收水分, 达到饱和。
✓ 向饱和湿空气加入水蒸气, 将凝结成水滴析出。
思考
如何将未饱和湿空气——饱和湿空气
法1:T一定时,增加 pv =pvmax =ps(T), A—C。
法2:保持水蒸气含量(pv)不变, 降低湿空气温度 T=TS (PV ),A—B。
p
T
T
ps C
T
pv
B
A
Td
D
0
v
0
PS C PV
A
B D
s
5-4-2 露点
1. 结露:
保持湿空气中水蒸气的分压力不变,对饱和湿
空气继续冷却降温,则其中的部分水蒸气将凝结
(2)表示:
v
mv V
pv Rg ,vT
(3)对饱和湿空气
水蒸气 的体积
s
mv V
ps Rg ,vT
2. 相对湿度:
s
ps Rg ,vT
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定h线 定d线 定pv线
d 0.622 pv p pv
定t线 定φ线
§13-5 湿空气的过程及应用举例
一、加热或冷却过程
冷
热
1
2
q
过程 d 不变
2加
热
1•
冷
2’ 却
生活上,冬季室内干燥,越开窗换气越干。
1
二、绝热加湿过程
h3
d3
3
水从空气吸热蒸发,无外热源。
饱和状态(饱和空气)
ps
•
pv •
•
• ••
过热(未饱和空气) ( t , pv )
v
空气中的水蒸气
过热t ts pv 饱和t ts pv
所以空气饱和与否取决于 t,pv
空气未饱和 空气饱和
使未饱和空气达到饱和的典型方法:
1. 定温增加湿空气中的水蒸汽量,使pv提高达到对应 t 的ps。 此时如再增加水蒸汽量,ps不变,而有部分蒸汽凝结成 水析出。
相对湿度:
v v pv (前二式之比) 分子分母同温度。 (v )max '' ps
可见: 0 1 ;
0 干空气; 1 饱和空气,含水蒸汽量最大(对应t时)。
越强。
的确定:湿度计测定。
如:干湿球温度计
由 pv 增加,可知 tw 点在 tDp 上面
3. 定pv降温,达饱和,此时温度tDp叫露点温度。 大气压 p=pa+pv可认为是不变的。定压降温时,蒸汽量
不变,因此pv也不变。秋季结露即此过程。
p
•
ps
•
pv •
•
tw • tD•p •
初态未饱和空气 ( pv , t )
t
在T-s图上
T
ps
•
例:生活用雾化加湿
h4 d4 q=0 4
能量守恒(稳定流动) :进入=离开 hw(d4-d3) << h ,可略去。 所以,h4≈h3 近似等焓过程。
3 •
4
• 4’
1
过程3-4绝热加湿
当加湿到4’时达饱和,此时t 4’即绝热饱和温度tw。
三、冷却去湿过程
如h—d图上过程567所示。
•5
•6 1
pv
• •
tw•• • • t
tDp
s
初态未饱和空气 ( pv , t )
§13-2 绝对湿度和相对湿度
绝对湿度:单位体积湿空气中水蒸汽的质量。
即
v
mv V
pv R vT
理想气体,“ v”表水蒸汽为
对饱和空气:
'' ps ms
RvT V
注:水蒸汽ps=f(T),T一定时,ps为该T时水蒸汽最大分压力, 故ρ’’为最大绝对湿度,此时湿空气中水蒸汽量最大。
p=pa+pv
式中“a”干空气,“v”水蒸汽。
未饱和空气(unsaturated air):湿空气中的水蒸汽 处于过热状 态;即 t>ts (对应pv)。
饱和空气(saturated air):湿空气中的水蒸汽处于饱和状态。
注:干空气中由多种气体组成,没有一定的饱和温度。
湿空气中水蒸汽的状态:
p
•
第十三章 湿空气
§13-1 概述
干空气:完全不含水蒸汽 湿空气:干空气+水蒸汽
注意:1. 其中的水蒸汽可作为理想气体,因分压力低 0.003~0.004Mpa;
2. 湿空气是理想气体混合物,但其组成气体水 蒸汽质量可变,如加入、吸出、析出。
湿空气的压力:通常大气的压力,用p表示;
p=pb,用大气压力计测;
5冷却至6时,饱和,φ=1。
再冷却,饱和蒸汽凝结为水, 析出,φ=1,而d减小。
•7 去湿量 Δd= d5 - d7
例:冬季窗上的水珠
四、烘干过程
3 4 • • 4’
8
1
工程上:木材烘干、纺织等等。生活上:电吹风 组成:加热过程+吸湿过程(绝热加湿过程)。如图过程834(4’)。
作业:13-1,2,3,4
hv 25011.86t kJ/kg水蒸汽
0℃蒸发潜热
过热蒸汽定压比热
故: h 1.005t d(25011.86t)
其它参数(不要求)
§13-4 湿空气的焓—湿图
湿空气热力性质参数:
1. 公式计算,见前面 v,,d,h等;
2.查h - d图(也是由公式算来的)。
见书351页 注意:
愈小,空气吸收水蒸汽的能力愈大, 湿纱布上水蒸发快,湿球温度tw愈低,
而 f (t, tw ),或 f(t, t - tw )
通常做出图或表供查用,见下页
二、焓
1kg干空气的焓与dkg水蒸汽焓的和。
h ha dhv kJ/kgAir
一般: ha cpa t 1.005t kJ/kgAir
p
•
ps
•
•
pv •
••
初态未饱和空气 ( pv , t )
t
v
2. 绝热增加水蒸汽量(水从空气中吸热蒸发,无外热源), 使 pv 增加到 ps,此时温度为 tw,叫绝热饱和温度。
p
•
ps
•
pv •
•
tw • tD•p •
初态未饱和空气 ( pv , t )
t
v 空气降温,可知 tw 点在 t 点下面