空气密度表(含不同温度下含湿量)[]
湿空气的物理性质及其焓湿图
湿空⽓的物理性质及其焓湿图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＝P g＋P q (Pa)2、湿空⽓的密度ρρ＝ρg＋ρq＝P g/RT＋P q /RT＝0.003484B/T-0.00134P q /T⼀般取ρ =1.2Kg/m33、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＝ρq/ρg=0.622P q /P g=0.622P q /(B-P q) (Kg/Kga)4、相对湿度?湿空⽓的⽔蒸⽓压⼒与同温度下的饱和湿空⽓压⼒之⽐称为相对湿度；它表征湿空⽓中⽔蒸⽓接近饱和含量的程度。
＝P q /P q,b×100%≈d/d b×100%5、湿空⽓的焓i空调⼯程中，空⽓压⼒变化很⼩，可近似于定压过程，因此可直接⽤空⽓的焓变化来度量空⽓的热量变化。
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。
1第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图解析
Air Conditioning----Chapter 1
忽略湿球与周围物体表面间辐射换热的影响，同时保持球表面 周围的空气不滞留，热湿交换充分。 湿球周围空气向球表面的温差传热量为： dq1＝a (t－ts’) df 水吸热蒸发： dw＝β (Pq,b′－Pq)df · (B’/B) dq2＝dw· r 在湿球与周围空气间的热湿交换达到稳定状态时，湿球温度计的 指示值将是定值，此时： dq1＝dq2 a (t－ts’)df ＝ β (Pq,b′－Pq) df· (B’/B)· r 此时， ts’即为湿空气的湿球温度ts， Pq,b′即为对应于ts下的饱和空气层的水蒸气压力，整理得： Pｑ＝Pq,b (ts)－A (t－ts) B A＝a/(rβ·101325) ＝(65＋6.75/v)· 10-5 ＝Pq／Pq,b(ｔ)
Air Conditioning----Chapter 1
Air Conditioning----Chapter 1
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之一。 １、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。 ２、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律 ＰＶ＝ＭＲＴ 干空气：Ｐg＝ＭgＲgＴ 湿空气：Ｐq＝ＭqＲqＴ Ｂ＝Ｐg＋Ｐq
Air Conditioning----Chapter 1
2、等湿球温度线 在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。
Air Conditioning----Chapter 1
3、湿球温度计 利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温 度计，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿 球表面，因此，湿球温度计所指示的温度值实际上是球表面水的温 度。
工程热力学-湿空气
在计算气流经过换热器的换热量的时候,气流一侧的换热量计算通过焓差计算相当简便：Q= M＊(H_out-H_in）
Q是换热量M是气流质量流量H为气流比焓值。
其实这不只针对气流，对于气液两相的制冷剂流动，也是同样的计算方法。
空气焓值的定义及空气焓值的计算公式
本章难点
湿空气是一种理想混合气体，遵循理想混合气体的性质，但它与一般理想混合气体又有重要区别，由于湿空气中的水蒸汽分压力达到饱和压力时将引起部分水蒸汽的冷凝,湿空气中的水蒸汽的含量将随之改变，因此要注意湿空气的特殊性质：
（1）结露和露点：湿空气在定压下降温到与水蒸汽分压力相对应的饱和温度时，所出现的冷凝现象称为结露，其温度为露点，即水蒸汽分压力相对应的饱和温度为露点温度.
热湿比ε在h—d图上反映了过程线1-2的倾斜度，也称角系数.
8．3湿空气的基本热力过程
一、加热过程
是干燥工程中不可缺少的组成过程之一。
状态参数:
kJ /kg（a)
二、冷却过程
（负值）kJ /kg（a)
若 等含湿量冷却
三、绝热加湿过程
每kg干空气吸收水蒸汽： g /kg(a）
四、定温加湿过程
kJ /kg（a)
(2）饱和湿空气和未饱和湿空气：依据其湿空气中水蒸汽是否达到饱和状态,可划分这两类湿空气.
（3）湿空气的干球温度和湿球温度：湿空气的温度称为干球温度，用湿纱布包住水银温度计的水银柱球部时，紧贴湿球表面的饱和湿空气温度称为湿球温度。通常湿球温度低于干球温度,高于露点温度。
思考题
1．有人说，相对温度表示湿空气吸收水蒸气的能力，所以相对湿度相同时在不同温度下湿空气的能力是相同的,这种说法是否正确?说明理由.
第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
60%
A
6000
5000 3000
2000
1000 0
-2000
第二节 湿空气的焓湿图
（2）求热湿比： Q 10000 5000
W2
（3）过A点作 5000
的热湿比线，与 28o C
B
tB 28的o C等温
20o C 5000 60%
线的交点即为终
A
6000
状态B点。
第二节 湿空气的焓湿图
6、等相对湿度线 ＊首先求不同温度对应的 饱和水蒸汽压力，再连接 各等温线与其对应的饱和 水蒸汽压力线的交点 （t, P）q b，就可以得到
10的0%等相对湿度线
（饱和线）。
第二节 湿空气的焓湿图
＊当 co，ns求t 得不
同温度对应的水蒸汽压 力，连接各等温线与其 对应的水蒸汽压力线的 交点（t, P）q ，就可以
5000
3000
2000
1000 0
-2000
第三节 湿球温度与露点温度
1、湿球温度 ts 定义：在定压绝热条件下，空气与水直接接触， 达到热湿平衡时的饱和温度。
假设有一个空气和水直接接触的绝热加湿的空 间，空气和水有充分的接触面积和接触时间。
P、t1 d1、h1
tw
P、t2 d2、h2
水温为 ，t w湿空气的进口状态为： P、t1、。d1、h1 水不断汽化进入湿空气，所需的汽化潜热来自湿 空气，使湿空气的温度降低、含湿量增大。最终，湿 空气达到饱和，出口状态为：P、t2(tw ,ts )、。d2、h2
g Rq Pg
Pg
B Pq
kg/kg干
d 622 Pq
g/kg干
B Pq
当大气压力B一定时，含湿量只与水蒸汽压力有
空气温湿度参数
相对湿度相对湿度（Relative Humidity）。
空气有吸收水分的特征，湿度的概念是空气中含有水蒸气的多少。
它有三种表示方法：第一是绝对湿度，它表示每立方米空气中所含的水蒸气的量，单位是千克/立方米；第二是含湿量，它表示每千克干空气所含有的水蒸气量，单位是千克/千克·干空气;第三是相对湿度，表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值，得数是一个百分比。
(也就是指在一定时间内，某处空气中所含水汽量与该气温下饱和水汽量的百分比。
)相对湿度用RH表示。
相对湿度的定义是单位体积空气内实际所含的水气密度（用d1 表示）和同温度下饱和水气密度（用d2 表示）的百分比，即RH（%）= d1/ d2 x 100%；另一种计算方法是：实际的空气水气压强（用p1 表示）和同温度下饱和水气压强（用p2表示）的百分比，即RH（%）= p1/ p2 x 100%。
干球温度：指温度计测得的空气温度，常采用摄氏温度。
在老式医疗用的温湿度计（现在CCTC 一厂还有在使用）左边那条温度计实测的温度即干球温度。
湿球温度：指湿球温度计测得的温度，常采用摄氏温度。
在老式医疗用的湿温度计右边的那条温度计上面就写着湿球温度。
可以发现它的构造，是在温度计的感温球包绕上一层棉纱，棉纱引到下面的水槽里，水槽注满水，水被棉纱吸上来包围着温度计的感湿球。
水在常温下蒸发必须有外界的热能支持才能进行，热能的供给速度和水蒸发的速度达到一个稳定的平衡，而在这个平衡界面的湿度就是湿球温度。
这湿球温度的大小将反映出空气相对湿度的大小。
温湿计：最原始的温湿计就像是老式医疗用的那种温湿度计，测定干球温度，然后与湿球温度比较差度，在刻度盘中查出现在实际的相对湿度的值，来得知现在空气的湿度状态。
这刻度盘中的数据来自被誉为“空调之父”的美国人开利研制出的空气焓湿图。
现在大部分采用特种感温感湿材料制成的温湿计，有的更加上机械旋转装置构成温湿自动记录仪，现在CCTC 普遍使用这种温湿记录仪。
第2章 湿空气的物理性质及其焓湿图
4、等焓加湿过程 喷水室喷循环水处理空气，空气失掉显热，得到潜 热，焓值基本不变。 5、等温加湿过程 向空气中喷入饱和蒸汽，过程的热湿比线近似与等 温线平行，故可将喷蒸汽加湿看作等温加湿。 6、等焓减湿过程 用固体吸湿剂处理空气时，空气失掉潜热，得到显 热，焓基本不变，可近似看作等焓减湿升温过程。
A,B,C三点在同一条直线上，且参与混合 的两种空气的质量比与C点分割两状态连 线的长度成反比。据此，在焓湿图上求 混合状态时，只需将AB线段划分成满足 GA/GB比例的两段长度，并使C点接近质量 大的一端。
ρ = ρ g + ρq =
Pg Rg T
+
Pq RqT
Pq B = 0.003484 − 0.00134 T T
2、湿空气的含湿量d 含湿量—在湿空气中与1kg干空气同时并存 的水蒸汽量。
ρq Pq d= = 0.622 ρg Pg
3、相对湿度 相对湿度—湿空气中水蒸汽分压力与同温度下饱 和水蒸汽分压力之比。
湿空气的典型状态变化过程在焓湿图上可 以非常清楚的表示出来。
二、不同状态空气混合过程的计算
不同状态空气的混合，在空调中是经常用 到的。 根据质量和能量守恒原理，有：
G Ai A + GB iB = (G A + GB )iC G A d A + GB d B = (G A + GB )d C
G A iC − iB d C − d B = = GB i A − iC d A − d C iC − iB i A − iC = dC − d B d A − dC
3、等相对湿度线 4、水蒸汽分的应用
一、湿空气状态变化过程在图上的表示 1、湿空气的加热过程 特点：温度升高，含湿量不变。 2、湿空气的等湿（干式）冷却过程 特点：温度降低，含湿量不变。 3、湿空气减湿冷却（冷却干燥）过程 特点：温度降低，含湿量减少。
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