工程热力学-第八章湿空气之湿空气的性质

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《热力学湿空气》课件

《热力学湿空气》课件
度和绝对湿度。

表示湿空气热力学能的参数, 是湿空气热力学的状态参数之
一。
湿空气的热力过程
等温过程
湿空气在温度保持不变 的情况下进行的热力过
程。
绝热过程
湿空气在绝热条件下进 行的热力过程,即没有 热量交换的热力过程。
等压过程
湿空气在压力保持不变 的情况下进行的热力过
程。
等焓过程
湿空气在焓值保持不变 的情况下进行的热力过
确定湿空气的状态变化
通过观察等焓线和等湿线的变化,可以确定湿空气的状态变化。
计算湿空气的参数
可以通过查表或插值方法在焓湿图中找到所需的参数值。
焓湿图与热湿比
热湿比的定义
热湿比是指湿空气在状态变化过程中 ,其含湿量与焓的变化值之比。
焓湿图与热湿比的关系
通过观察等焓线和等湿线的斜率,可 以分析热湿比的大小和方向,从而了 解湿空气的状态变化特性。
02
未来将进一步发展新型实验技术和设备,提高测量精度和实验
效率,为湿空气热力学研究提供更好的支持。
数值模拟和计算机模拟的应用
03
数值模拟和计算机模拟技术将更加广泛应用于湿空气热力学研
究中,以模拟复杂系统和过程。
THANKS
感谢观看
其他气体
包括二氧化碳、甲烷等, 但含量较少。
湿空气的状态参数
01
02
03
04
温度
湿空气的温度是湿空气分子热 运动的宏观表现,是湿空气热
力学的状态参数之一。
压力
湿空气的压力是指湿空气分子 对容器壁面的作用力,也是湿 空气热力学的状态参数之一。
湿度
表示湿空气中水蒸气含量的参 数,常用的湿度参数有相对湿
湿空气的热力计算实例

工程热力学与传热学湿空气

工程热力学与传热学湿空气

水蒸气的扩散
水蒸气在湿空气中的扩散系数较小, 扩散速度较慢,但水蒸气分子间的相 互作用较强。
湿空气的化学反应传质
化学反应传质
01
当湿空气中的物质与其他物质发生化学反应时,物质会发生转
移和变化。
化学反应速率
02
化学反应速率取决于反应物质的浓度、温度和催化剂等因素。
化学反应传质的控制因素
03
化学反应传质通常受到反应动力学和传递过程的控制,需要综
04
湿空气的传热过程
传热的基本概念
热传导
通过物体内部微观粒子的相互作用,将热量从高温区 域传递到低温区域的过程。
对流传热
由于流体运动产生的热量传递现象,包括自然对流和 强制对流。
辐射传热
通过电磁波传递能量的过程,不受物体间相对位置的 影响。
湿空气的传导传热
湿空气的导热系数
湿空气的导热系数随温度 和湿度的变化而变化,是 影响湿空气传导传热的重
目的
热力学的目的是为了揭示热现象的本 质和规律,为能源利用、工程设计和 环境保护等领域提供理论基础和应用 指导。
热力学第一定律
定义
热力学第一定律即能量守恒定律,它 指出能量不能凭空产生也不能凭空消 失,只能从一种形式转化为另一种形 式。
应用
在工程领域中,热力学第一定律用于 分析能量转换和传递过程,如燃烧、 热传导、对流和辐射等,以及评估设 备的效率。
合考虑化学反应和物质传递两个方面的因素。
06
湿空气在工程中的应用
空调系统中的湿空气处理
湿空气调节
在空调系统中,湿空气的处理是至关重要的,需要控制湿度以提 供舒适的室内环境。
除湿和加湿
空调系统中的湿空气处理还包括除湿和加湿,以适应不同的湿度 需求。

湿空气

湿空气
d中的一个,就可知道剩下一个。
例: 已知 tA 20℃, A 60%;当空气吸收 Q 10000KJ / h和 W 2kg / h后,焓值变为
iB 59KJ / kg(a,) 求B点的温度(位置), 相对湿度等。可用两种方法
解:
Q 10000 5000 i 5 KJ
气相对温度 100%
在空气由A B 的过程中,空气失去部分显热,
但同时增加了内部的水蒸汽,也就是说,水蒸 汽给它带来了蒸发水量的潜热,因此,它的焓 值基本不变,所以,从A到B应该是一个等焓过 程。
在h-d图上,A、B在同一焓值线上,B在该焓 值线与 100% 线的交点上,亦在 ts与 100%
6. 干湿球温度T 干湿球温度计原理,测量相对湿度应用
(tw ,t)
7. 焓湿图( h d 图)
常用坐标图确定湿空气状态,最常用得是焓湿图。
以焓为纵坐标,含湿量为横坐标,等焓线与纵坐标
成135º。
等温线
h
135º
相对湿度线 φ =100%
等蒸汽分压 线
d
等焓线
等d线
焓湿图的成图规则
h 或
d
h d
1000
热湿比ε有正有负,代表了湿空气状态的 变化方向
hB hA Q
dB dA W
• W是湿总量
dA
dB
(Q为得热总量;W为湿总量)
dA
dB
B
A iB
ε
iA
B f=100% A
hB hA
查图可知ε,因此,只要知道 hB , hA, dB , 中dA 的3 个量,就可以确定其余一个量,或知道 或h

空气的物理性质

空气的物理性质

8.1 湿空气的物理性质
在湿空气中,水蒸气所占的百分比是不稳定的,常常随着海 拔、地区、季节、气候、湿源等各种条件的变化而变化,因为 水蒸气在仅有压力变化的情况下就能够液化,而干空气只有其 温度降低到一定临界温度以下后才能液化。相对来说,湿空气 中的水蒸气数量很少,它来源于地球上的海洋、江河、湖泊表 面的水分蒸发,各种生物的代谢过程,以及生产工艺过程。虽 然湿空气中水蒸气的含量少,但其变化会引起湿空气干、湿度 变化,进而对人体感觉、产品质量、工艺过程和设备维护等都 有直接影响,这是不容忽视的;同时,湿空气中水蒸气含量的 变化又会使湿空气的物理性质随之变化。因此,从空气调节的 角度来说,空气的潮湿程度是我们十分关心的问题。
8.1 湿空气的物理性质
1kg干空气焓和 d kg水蒸气的焓两者的总和,称为(1 d)kg湿空 气的焓。如果取0℃的干空气和0℃的水的焓值为0,则湿空气 的焓表达式如下:
h hg d hq kJ/kg(d a) (8-16) 其中,干空气的焓为hg cpgt ;水蒸气的焓 hq 2500 cpqt。 式中 cpg ——干空气的定压比热,在常温下为 cpg 1.005 1.01 ,kJ/(kg·℃);
Pq
B Pq.b
kg/kg(d a)
(8-13a)
g/kg(d a)(8-13b)
式由中上d 面db(P为q 8空-1B气3)P的q.b两饱式和B相含比P湿q.b可量1得0,0:%单位为 ddb

B

Pq

100%
B Pq.b
(8-14)
d b Pq.b B Pq
B Pq
在工式程(中8应-1用4)只中会B造比成P2q.b%和~P3q 大%的得误多差,。如因果此把,BB相P对Pqq.b湿视度为1,又在可

工程热力学第八章 湿蒸气

工程热力学第八章 湿蒸气
焓湿图以1kg干空气为基准,并在一定大 气压力B下,取焓h与含湿量d为坐标绘制
h与d坐标轴之间成135的夹角
d=0为等含湿线
二、定温(干球温度)线
h 1 .0 1 t 0 .0 0 1 d ( 2 5 0 1 1 .8 5 t)
三、定相对湿度线 d 622 ps Bps
B=105Pa时,t=99.63C
622 pv
D d B pv B ps
ds 622 ps
B pv
B ps
七、湿空气的容积
定义:一定温度T和总压力p下,1kg干空气 和0.001dkg水蒸气所占有的容积——1kg干空 气的湿空气容积
v
V ma
va
(m 3 / kg (a ))
p aV m a R aT ; p vV m v R vT
湿球温度在h-d图上的表示
h2h1cptwd2103
第三节 湿空气的基本热力过程
一、加热过程:
t2t1, h0, d0, .
qh2h1 (kJ/kg(a))
二、冷却过程
t2 t1, h0, d0, qh2h1 (kJ/kg(a))
or d0, 0.
.
三、绝热加湿过程
h0, dd2d10,
d mv 1000 v 1000
ma
a
1 0 0 0 p vV R vT 1 0 0 0 R a p v
p aV R aT
Rv pa
622 pv 622 pv
pa
B pv
622 ps B ps
(g / kg (a ))
六、饱和度
定义:湿空气的含湿量与同温下饱和空气的 含湿量的比值,用符号D表示
(kg/m3)
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含的水蒸 气质量的多少,而不能说明湿空气干燥或潮 湿的程度及吸湿能力的大小

工程热力学-湿空气

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。

工程热力学(湿空气)

工程热力学(湿空气)
5、湿空气的焓湿图(h-d图)
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)

湿空气—湿空气的状态参数(热工课件)
与10-3dkg水蒸气的比焓之和。仍用h表示,单位为kJ/kg(d,a)。
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
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ha
dhv
kJ/kg干空气
kJ/kg(a)
h 1.01t d 25011.85t
kJ/kg(a)
C
kg/kg(a)
C
hv 25011.86t hv 25011.8903t hv 25011.842t hv 25011.964t
hv 25011.850t 0.00021t2
0.622 pv 0.622 pv
pa
p pv
RaT
0.622 ps p ps
0.622 pv p
kg水蒸气/kg干空气 kg/kg(a)
讨论: a)当p一定时, d pv
b) p、 一定,t ps d 升温吸湿原理
01
1.4 饱和度D
——湿空气含湿量与饱和空气含湿量之比
第八章 湿空气 之
湿空气的性质
CONTENTS
01. 湿空气的性质参数 02. 几个温度
01. 湿空气的性质参数
01
1.1 绝对湿度(absolute humidity) v、s
——每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m3
1) vpv
v

1 vv
理想气体
pvvv
RvT
vห้องสมุดไป่ตู้

1 vv
1.6 湿空气其他状态参数 01
按1 kg干空气加0.001d kg水蒸气的理想气体混合物计算
注:湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气 的热力性质表确定,也可以按理想气体性质计算。
1. 湿空气的容积v
V ν ma va
m3/Kg(a)
2. 密度ρ
ρ m ma mv VV
ρ与v的关系:
ha 1.002t 0.00005t2
上海交通大学 东南大学
清华大学 北京林业大学 哈尔滨工业大学
01 湿空气的焓也可由浜田棠-吉田崇式计算
h0 kJ/kg(a) 7.495628 0.7937629t C 16.93575exp(0.053106t C )

pv RvT
2) pv pv,max ps v s v,max ''
3)ρv 数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小,如 pv = 0 .656 6 kPa,1℃时 pv = ps,无吸湿能力10℃时pv < ps有吸 湿能力。
1.2 相对湿度(humidity)
temperature)
干、湿球温度计(wet-and-dry-bulb thermometer; psychrometer)
原理
原理
02
有效汽膜层内——饱和
pv,汽膜 ( ps ) pv,主流
饱和温度
饱和温度
tw
td
t tw td
d 0.622 pv 0.622 pv 0.622 pv
622 Pv
D d B Pv B Ps
d s 622 Ps
B Pv
B Ps
D与φ的关系:
D与φ都是表示相对的含义,只是分析基准不同,前者以 干空气质量为基准,后者以湿空气质量为基准,由二者的 计算式可知,D≤φ。
01
1.5 湿空气的焓
h
H ma

maha mvhv ma
由于水蒸汽的最大压力(饱和压力)ps > p,故
pv,max p ps
此时
pv pv
pv,max
p
1.3 含湿量d (humidity; humidity ratio)
01
——1 kg干空气中所含水蒸气的质量 pvV
d mv ma
d vV v aV a
RvT paV
适用范围: pb=101.325 kPa、t 5 0℃。
若 pb≠101.325 kPa,需按下式修正:
h kJ/kg(a)
1.005t
C

pb kPa 101.3 pb kPa


h0

101.3
pb kPa

在 t 不超过55 ℃时,误差不大于1%。
01
——湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。
1. pv
ps
2. 0 1
v s
pv ps
v

1 vv

pv RvT
s

1 vs

ps RsT
=0 干空气
吸湿
0 < < 1 未饱和空气
能力
=1
饱和空气
下降
注:当t > ts(p),如在1atm时,t > 100 ℃时,
ρ
m

ma
mv

ma (1
mv ma
) 1 0.001d
1 0.001d
V
V
V
V/ma
v
02. 几个温度
02
2.1 干球温度 t (dry-bulb temperature),湿球温度 tw (wet-bulb temperature)和绝热饱和温度t ad(adiabatic-saturation
pa
p pv
p
d汽膜 d主流
02
02 2. 2 绝热饱和温度(adiabatic-saturation temperature)
02
2.3 露点温度
湿空气中水蒸气压力pv所对应 的饱和温度,td=ts(pv) 。
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