湿空气参数状态参数
(通风空调部分)第二章 湿空气的状态参数与处理
第二章湿空气的状态参数与焓湿图的应用在空调工程中，研究与改造的对象是空气环境，所使用的媒介物往往也是空气。
因而，首先需要对空气的物理性质有所了解。
在这一章里，讨论下述四个问题：（1）空气的组成和物理性质；（2）空气的状态参数；（3）焓湿图的绘制和应用；（4）几种典型的空气处理过程在焓湿图中的应用。
第一节湿空气的状态参数一、湿空气的组成在空调工程中，我们把空气看作是由干空气和水蒸气两部分所组成的混和物。
为什么要这样来划分呢？这是因为，在正常情况下，大气中干空气的组成比例基本上是不变的，如表2-1所示。
虽然在某些局部范围内，可能因为某些因素（如人的呼吸作用使氧气减少，二氧化碳的含量增加，或在生产过程中，产生了某些有害气体污染了空气），使空气的组成比例有所改变。
但这种改变可以认为对干空气的热工特性影响很小。
这样，在研究空气的物理性质时，可以把干空气作为一个整体来看待，以便分析讨论。
表2-1 空气的主要组成成分相对来说，湿空气中的水蒸气的数量很少，它来源于地球上的海洋、江河、湖泊表面水分的蒸发，各种生物的代谢过程，以及生产工艺过程。
在湿空气中，水蒸气所占的百分比是不固定的，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。
虽然湿空气中水蒸气的含量少，但它的变化对人们的影响却很大。
例如，在南方多雨地区，空气就比较潮湿，湿衣服就不容易干。
夏天，会感到身上的汗老不干，很不舒服。
而在北方的兰州，乌鲁木齐等地区，由于空气干燥，在同样的温度下，就要舒适的多。
空气中水蒸气的多少，除了对人们的日常生活有影响外，对工业生产也十分重要。
例如，在纺织车间，相对湿度小时，纱线变粗变脆，容易产生飞花和断头。
可是空气太潮湿也不行，纱线会粘结，不好加工。
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。
这也是把水蒸气专门划分出来的原因之一。
二、湿空气的状态参数湿空气的物理性质是由它的组成成分和所处的状态决定的。
湿空气的物理性质与焓湿图
6 、密度：ρ=ρg+ρq=0.00349B/T-0.00134ψPqb/T ！一般的，同温同压下：ρg>ρ湿
第二节 焓湿图及其应用
一 、焓湿图
1 作用： （1）反映湿空气状态参数间的关系； （2）湿空气状态变化过程的直观描述。
二 、焓湿图的应用
1 、 确定空气的状态参数：已知空气状态参数（t、ψ 、i、d)中
任意两参数可确定该状态点 如：
d=20 g/kg干
t、d组合
t=25℃
i=76 kj/kg干 φ =100%
t、i组合
t=55 ℃
d=9.8 g/kg干 φ =10%
i=81 kj/kg干
t=25℃
d=20 g/kg干
第六章 湿空气的物理性质与焓湿图 第一节 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
大气：将地球表面的空气称为大气
干空气：从大气中除去全部水蒸气和污染物质时，所剩即为干空气
湿空气：干空气和水蒸气的混合物
二、 湿空气的状态参数
！ 湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定于它所处 的状态。
湿空气的状态参数：湿空气的状态参数可用压力、湿度等参数 表示，这些参数我们称为湿空气的状态参数。
！在实际中，使表冷器的表面温度低于被处理的空 气的露点温度，以获得冷却减湿效果
3 、已知某点干球温度t、湿球温度tS 确定该点状态
（1）热力学湿球温度：定压绝热条件下，空气与水直接接触达到 热湿平衡时的绝热饱和温度。
！等湿球温度线近似为等焓线。
（2）用t、tS 确定状态点A （ a） 等温线t=ts与φ =100%交于一点，因等湿球温度线近似为
湿空气热力学参数：比焓值、空气密度
将湿空气近似地看作理想气体，则可用理想气体的状态方程式来表示干空气和水蒸气的主要状态参数，即PV=mRT 。
[1]在进行空气处理过程分析时，常用的湿空气参数有四个：温度（t ）、比焓（h）、含湿量（d ）和相对湿度（φ）。
湿空气还具有一定的压力p （大气压）。
正如湿空气由干空气和水蒸气两部分组成一样，压力p 也由两部分组成：干空气的分压力p 和水蒸气p 的分压力，即p=p +p 。
（1）含湿量d含湿量是指每千克干空气中所含的水蒸气量，单位为kg/kg （a ），含湿量d 的计算式如下：（2）比焓h比焓是用来表示物质系统能量状态的一个参数，热力过程比焓的变化△h 等于定压比热Cp 乘以温度差△t ，即△h=Cp·△t 。
干空气的定压比热Cp·a=1.006 kJ/(kg·℃)，水蒸气的定压比热Cp·v=1.86 kJ/(kg·℃)。
湿空气的比焓一般是以1kg 干空气作为基数进行计算的，伴随着1kg 干空气的还有d kg 水蒸气，如果取0℃的干空气和0℃水的比焓为零，则包含1kg 干空气的湿空气的焓应是：式中，2501kJ/kg 是每千克0℃的水变成0℃的水蒸气所需要的汽化潜热。
（3）相对湿度φ水蒸气分压力p 有一个最大值，称为水蒸气饱和分压力，p 表示。
它是一个与温度有关的数值，随温度的升高而增加。
P 与p 之间的关系反映了湿空气的饱和程度，二者之间的比值称为相对湿度φ。
（4）湿空气的密度ρ湿空气的密度等于干空气的密度ρ与水蒸气的密度ρ之和，即：由于水蒸气的密度较小，所以，在标准条件下(p= 101.325 kPa, T= 293K) ，干空气与湿空气的密度相差较小，在工程上，取p= 1.2kg/m 已足够精确。
应该指出，在湿空气的含湿量和焓的计算中，均以1kg 干空气为基准，原因是干空气在热、湿处理过程中，其质量不变，而水蒸气量则可能有变化。
a v a v v s v s a v 3。
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
空气调节基本原理—湿空气的组成及状态参数
影响因数
湿空气的焓不是温度 t 的单值函数，而取决于温度 和含湿量两个因素。温度升高，焓值可以增加，也可以减 少，取决于含湿量的变化情况。
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练习
1、水蒸气分压力的大小直接反映了空气中水蒸气含量的多少。 水蒸气含量越多，其分压力越 ( )。
1、压力B
湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之
和，即：
B Pg Ps
水蒸气分压力：湿空气中的水蒸气单独占有湿空气的体积并
具有与湿空气相同温度时所具有的压力。
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二、湿空气的基本状态参数 水蒸气分压力对空气性质的影响：
➢水蒸气分压力的大小，反映了湿空气中水蒸气含量的多少。水蒸气含量越
多，其分压力也越大；
收水蒸气的能力。我们周围的大气通常都是未饱和空气。
2024/1/12
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二、湿空气的基本状态参数 2、温度t
湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。是分子动能 的宏观结果。
➢ 湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； ➢ 衡量温度的温标有：绝对温度T，摄氏温度t，华氏温标； ➢ 在空调中，通常采用摄氏温度t，有时也用绝对温度T，两
者的关系是 T 273.15 t 273 t
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二、湿空气的基本状态参数
3、密度ρs
湿空气的密度等于干空气的密度与水蒸气的密度 之和，即：
g s
一般情况下，可近似取ρ=1.2Kg/m3
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二、湿空气的基本状态参数
4、湿度 湿度是表示空气中所含水蒸气多少的物理量。
（1）绝对湿度 每立方米湿空气中所含水蒸气质量。
2、相对湿度Φ=0时，是（ ）， Φ=100%时为（ A.饱和湿空气/干空气 B.饱和水/饱和蒸气 C.干空气/饱和湿空气 D.饱和蒸气/饱和水
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
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 )