第二章 湿空气的物理性质及焓湿图
(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
主要组成成分 分子量 体积百分比（﹪）
氮
氧
氩
二氧化碳 28.016
32.000
39.944
44.010 78.084
20.946
0.934
0.033
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。
湿空气的物理性质及其焓湿图
1 第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
教学目的：
1. 理解并掌握有关湿空气及描述其物理性质的概念：压力、温度、含湿量、相对湿度、密度（比容）。
2. 掌握湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。
3. 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。
4. 熟练掌握焓湿图的应用方法：确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
5. 了解空气状态参数的计算法。
重点：湿空气物理性质的描述，焓-湿图的组成，应用其确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
难点：应用焓-湿图确定空气状态，空气状态变化过程线，空气的各种处理过程在i—d图上的表示，两种状态空气混合过程。
第一节 湿空气的物理性质
一、 基本概念
１、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。
２、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。
３、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工程中称其为湿空气。
二、理论基础
湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务
2 之一。
三、状态参数
在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参数。
1、湿空气的压力B
湿空气的压力即大气压力，B＝Pg＋Pq (Pa)
2、湿空气的密度
＝g＋q＝Pg/RT＋Pq /RT
＝0.003484B/T-0.00134Pq /T
一般取 =1.2Kg/m3
3、湿空气的含湿量d
湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。
d＝q/g=0.622Pq /Pg=0.622Pq /(B-Pq) (Kg/Kga)
4、相对湿度
上海水产大学2004年专升本考试大纲
上海水产大学2004年专升本考试大纲
上海水产大学2004年秋招收专科（或高职）毕业生的本科专业共6个，招生专业、加试科目、加试科目考试大纲如下。
招生专业 考生毕业专业 加试科目
食品科学与工程 食品工艺 综合化学
热能与动力工程 制冷与空调技术 工程热力学与传热学
计算机科学与技术 计算机技术与应用 程序设计语言
信息管理与信息系统 计算机技术与应用、信息管理等 程序设计语言
行政管理 文秘、工商管理等 应用文写作
英语 英语 口试
工程热力学与传热学考试大纲（专升本）
工程热力学与传热学是热能与动力工程、建筑环境与设备专业的一门重要的专业基础课，分工程热力学、传热学两个部分。工程热力学部分要求学生掌握热力学的基本规律和工质的基本热力性质，并能正确运用这些规律进行热力过程和热力循环的分析；传热学部分要求学生掌握导热、对流换热和辐射换热的基本规律，并能运用这些规律分析工程实际中的复合换热问题和换热器中的换热问题。内容如下：
工程热力学
第一章 基本概念
第一节 热力系统
第二节 工质的热力状态及其基本状态参数
第三节 平衡状态、状态公理及状态方程
第四节 准静态过程与可逆过程
第五节 热力循环
第二章 理想气体的性质 第一节 理想气体状态方程式
第二节 理想气体比热
第三节 混合气体的性质
第三章 热力学第一定律
第一节 系统储存能
第二节 系统与外界传递的能量
第三节 闭口系统能量方程
第四节 开口系统能量方程
第五节 开口系统稳态稳流能量方程
第六节 稳态稳流能量方程的应用
第四章 理想气体的热力过程及气体压缩
第一节 分析热力过程的目的及一般方法
第二节 气体的基本热力过程
第三节 多变过程
第四节 压气机的理论压缩轴功
第五节 活塞式压气机的余隙影响
第六节 多级压缩及中间冷却
第五章 热力学第二定律
第一节 热力学第二定律的实质及表达
第二节 卡诺循环与卡诺定理
第三节 熵与熵增原理
全空气系统与空气-水系统的区别
1 全空气系统与空气-水系统
1 全空气系统与空气-水系统的分类
1.1 全空气系统
全空气系统：是指空调房间内的负荷全部由经处理过的空气来负担的空调系统。
在全空气空调系统中，空气的冷却、去湿处理完全集中于空调机房内的空气处理机组来完成；空气的加热可在空调机房内完成，也可在各房间内完成。
1．特点
风道与机房占空间大，设备集中易于管理。
2．类型
根据不同特征可进行如下分类：
⑴按送风参数的数量（风道数）
①单参数系统
提供一种送风参数(温、湿度) 的空气，供一个房间或多个区域应用。夏季供冷，冬季供热。也称单风道系统。
特点：对要求不同负荷变化功率不同的多区系统，不易精确调节；设备简单，初投资少。
②双参数系统
提供两种不同参数(温、湿度)的空气，供多个区或房间应用。
双风管系统：分别送出两种不同参数的空气，在各个房间按一定比例混合后送入室内。
多区系统：在机房内根据各区的要求按一定比例将两种不同参数的空气混合后，再由风管送到各个区域或房间。
特点：调节容易，冷热混合损失大，系统复杂，占建筑空间大，初投资大，运行费用高。欧美使用，我国基本没有发展此种系统。
⑵按送风量是否恒定
①定风量系统CAV(Constant Air Volumn)
送风量岸最大负荷确定，送风状态按负荷最大房间确定，靠调节再热量控制房间送风参数。
特点：部分负荷时风机与再热能耗大；风量分布控制简单。
②变风量系统VAV(Variabl Air Volumn)
送风量根据室内负荷的变化的而变化。
特点：节能，经济合理。气流组织、新风量的保证、系统静压控制等方面还存在问题。 2 ⑶按所使用空气的来源
①全新风系统(又称直流系统)
全部采用室外新鲜空气(新风)的系统。新风经处理后送入室内，消除室内的冷、热负荷后，再排到室外。
(完整版)空气调节第四版前两章知识点和答案解析
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完美WORD格式编辑 课程一：空气调节
绪论
1. 空气调节：①使空气达到所要求的状态②使空气处于正常状态
2. 内部受控的空气环境：在某一特定空间（或房间）内，对空气温度、湿度、流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求。
3. 一定空间内的空气环境一般受到两方面的干扰：一是来自空间内部生产过程、设备及人体等所产生的热、湿和其他有害物的干扰；二是来自空间外部气候变化、太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰。
4. 技术手段：采用换气的方法保证内部环境的空气新鲜；采用热、湿交换的方法保证内部环境的温、湿度；采用净化的方法保证空气的清洁度。（置换、热质交换和净化过程）
5. 工艺性空调和舒适型空调？
答：根据空调系统所服务对象的不同可分为工艺性空调和舒适型空调。
① 工艺性空调：空气调节应用与工业及科学实验过程。
② 舒适型空调：应用于以人为主的空气环境调节。
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完美WORD格式编辑 第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
章节概要：
内容一：知识点总结
1. 湿空气=干空气=水蒸气
A. 饱和空气：干空气+干饱和空气
B. 过饱和空气：干空气+湿饱和空气
C. 不饱和空气：干空气+过热蒸汽
2. 在常温下干空气被视为理想气体，不饱和湿空气中的水蒸气一直处于过热状态。
3. 标准状况下，湿空气的密度比干空气小（水蒸气分压力上升，湿空气密度减小）。
空气调节工程_思考题_习题答案
绪 论
1.人类对空气调节工程提出了哪些要求?空气调节系统是如何满足这些要求的?
答：对空气温度、湿度、空气流速和清洁度进行调节，使空气达到所要求的状态。另外，就目前社会发展来看，人类对空调工程的要求远不止这些，其中对节能、环保以及对社会安全性的保障也提出了更高的要求。
空调系统采用换气的方法，保证所要求环境的空气新鲜，通过热湿交换来保证环境的温湿度，采用净化的方法来保证空气的清洁度。不仅如此，还必须有效的进行能量的节约和回收，改进能量转换和传递设备的性能，优化计算机控制技术等来达到节能的目的以满足人类要求。
2.空气调节与全面通风有哪些相同和不同之处?空气调节由哪些环节组成?
答：全面通风往往达不到人们所要求的空气状态及精度。空气调节是调节空气的状态来满足人类的需求。两者同样是改变了人体所处环境的空气状态，但是空气调节包括了通风、供暖和制冷等过程。
空气调节包括：空气处理、空气运输、空气末端分配以及气流组织。
3.空气调节技术目前的发展方向是什么?
答：节能、环保、生活安全性。空调新技术的发展：如空调系统的评价模拟、温湿度分别处理、计算机网络控制技术等。
第一章 湿空气的物理性质和焓湿图
1.为什么湿空气的组成成份中,对空气调节来说水蒸汽是重要的一部分?
答：湿空气是由干空气和水蒸气组成的，干空气的成分比较稳定，其中的水蒸气虽然含量较少但是其决定了湿空气的物理性质。
2.为什么夏季的大气压力一般说比冬季要低一些?
答：温度升高，空气体积增大压力减小。
3.饱和与不饱和水蒸汽分压有什么区别,它们是否受大气压力的影响?
答：饱和湿空气的水蒸气的饱和程度代表了对应压力下的不饱和湿空气可吸收水蒸气的最大值。饱和水蒸汽分压由湿空气温度唯一决定，而不饱和水蒸汽分压与大气压力有关，由实际的大气压决定。
4.为什么浴室在夏天不象冬天那样雾气腾腾?
答：夏天的气温高于冬季，浴室的水蒸气的露点温度一定，夏季空气的温度高于露点温度，而冬季空气的露点温度低于其露点温度。
工程热力学-湿空气
工程热力学讲稿
0 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： 工程热力学讲稿
1 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。
焓湿图应用
人体同周围空气环境时刻都在进行传热和传质交换过程。正常人体内部体温大约在36．5,～37℃，如果环境条件使人体很容易保持热平衡，就会产生舒适感。当环境条人体散热困难，或者散热太快，就会感到炎热或者寒冷，即产生不舒适感。
人体内部新陈代谢的结果要产生热量，这些热量必须向周围环境散发。人体散热的方式有两种，一种是通过对流和导热方式散发显热，另一种是通过出汗蒸发的方式散发潜热。如果环境温度升高，人体同周围环境的温差减少，显热散热减少，为了维持人体的热平衡身体就不得不增加出汗，以蒸发潜热的方式来增加散热。如果环境湿度较大，人体通过汗水发散热能力就降低，所以在高温高湿时，人感到很闷热，就是这个道理。
空气流动速度对人体散热也是不可忽视的因素。空气流速增加能加强对流散热，在出汗时还会加强蒸发散热。
实践证明，多数人感到舒适的环境条件如裹下表所示．
舒适环境条件
空气温度 空气的相对湿度 通过人体时空气流动速度
18～28℃ 40％～60％ 0.25m／s左右
许多工业部门如电子、纺织、光学仪器、精密机械制造、计量室，电子计算机房、国防科研对空气参数都有各自的特殊要求。有的要求全年恒温恒湿，有的对空调基数比较严格，有的对空调精度要求比较高，有的则需要超净空调。
农业方面如大型温室、机械化养殖场也需要一定的温、湿度条件，而种子冷库(为能在10～20年内保存良种品质，以防霉烂的冷藏库)则需要维持低温兼干燥的条件。
一些地下工程(人防指挥部、洞库、坑道及地下铁道等)需要通风或进行降湿为主的空气调节。
随着人们物质文化生活水平的不断提高，不仅对一些现代化的大型公共建筑，如大会堂，影剧院和体育馆，要求设置空调系统，而且一些图书馆、宾馆、医院等也在逐步设置完善空调系统。
应当指出，空调是一门涉及大量能耗的技术。在我国能源不很丰富的现实条件下，工作就显得十分重要。能不设空调的尽量不要安装空调设备，夏季空调基数尽量往高限靠，冬季尽量往低限靠。空调精度要求很低的尽量低些，还要注意空调系统中能量的综合利用问题． 、
《热质交换原理与设备》课后习题答案(第3版)
第一章 绪论
1、答：分为三类。动量传递：流场中的速度分布不均匀（或速度梯度的存在）；
热量传递：温度梯度的存在（或温度分布不均匀）；
质量传递：物体的浓度分布不均匀（或浓度梯度的存在）。
2、解：热质交换设备按照工作原理分为：间壁式，直接接触式，蓄热式和热管式等类型。
1) 间壁式又称表面式，在此类换热器中，热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量传递任务，彼此不接触，不掺混。
2) 直接接触式又称混合式，在此类换热器中，两种流体直接接触并且相互掺混，传递热量和质量后，在理论上变成同温同压的混合介质流出，传热传质效率高。
3) 蓄热式又称回热式或再生式换热器，它借助由固体构件（填充物）组成的蓄热体传递热量，此类换热器，热、冷流体依时间先后交替流过蓄热体组成的流道，热流体先对其加热，使蓄热体壁温升高，把热量储存于固体蓄热体中，随即冷流体流过，吸收蓄热体通道壁放出的热量。
4) 热管换热器是以热管为换热元件的换热器，由若干热管组成的换热管束通过中隔板置于壳体中，中隔板与热管加热段，冷却段及相应的壳体内穷腔分别形成热、冷流体通道，热、冷流体在通道内横掠管束连续流动实现传热。
3、 解：顺流式又称并流式，其内冷 、热两种流体平行地向着同方向流动，即冷 、热两种流体由同一端进入换热器。
1) 逆流式，两种流体也是平行流体，但它们的流动方向相反，即冷 、热两种流体逆向流动，由相对得到两端进入换热器，向着相反的方向流动，并由相对的两端离开换热器。
2) 叉流式又称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉。
3) 混流式又称错流式，两种流体的流体过程中既有顺流部分，又有逆流部分。
4) 顺流和逆流分析比较：
在进出口温度相同的条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，顺流时，冷流体的出口温度总是低于热流体的出口温度，而逆流时冷流体的出口温度却可能超过热流体的出口温度，以此来看，热质交换器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免布置成顺流，但逆流也有一定的缺点，即冷流体和热流体的最高温度发生在换热器的同一端，使得此处的壁温较高，为了降低这里的壁温，有时有意改为顺流。
热质交换原理与设备
当物系中存在速度、温度和浓度的梯度时，则分别发生动量、热量和质量的传递现象。动量、热量和质量的传递，既可以是由分子的微观运动引起的分子扩散，也可以是由漩涡混合造成的流体微团的宏观运动引起的湍流传递。
质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度。
物质的量浓度：单位体积混合物中某组分的物质的量称为该组分的物质的量浓度，符号C。
绝对速度 = 主体流动速度 + 扩散速度
单位时间通过垂直于传质方向上单位面积的物质的量称为传质通量。传质通量等于传质速度与浓度的乘积。
质量传递的方式分为分子传质和对流传质。
分子传质又称为分子扩散，它是由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象。
对流传质是指壁面和运动流体之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递。
在湍流流体中，由于存在大大小小的漩涡运动，而引起各部位流体间的剧烈混合，在有浓度差存在的条件下，物质便朝着浓度降低的方向进行传递，这种凭借流体质点的湍流和漩涡来传递物质的现象，称为紊流扩散。
斐克定律：在浓度场不随时间而变化的稳态扩散条件下，当无整体流动时，组成二元混合物中组分A和组分B将发生互扩散，其中组分A 向组分B的扩散通量与组分A的浓度梯度成正比。
斐克定律只适用于由于分子无规则热运动引起的扩散过程，其传递的速度即为扩散速度。
组分的实际传质通量 = 分子扩散通量 + 主体流动通量
在气体扩散过程中，分子扩散有两种形式，双向扩散和单向扩散。
等分子反方向扩散（双向扩散）：设由A、B两组分组成的二元混合物中，组分A、B进行反方向扩散，若二者扩散的通量相等，则成为等分子反方向扩散。
组分A通过停滞组分B的扩散（单向扩散）：设组分A、B两组分组成的混合物中，组分A为扩散组分，组分B为不扩散组分，组分A通过停滞组分B进行扩散。
液体中的等分子反方向扩散发生在摩尔潜热相等的二元混合物蒸馏时的液相中，此时，易挥发组分A向气液相界面方向扩散，而难挥发组分B则向液相主体的方向扩散。