湿空气的湿度在干燥热工中的作用和风量计算.docx

湿空气是干空气和水蒸气的混合物。湿空气的例如，湿空气的温度为 30时，查附表可知湿 湿度是砖瓦干燥热工中一个十分重要的参数。它空气的标态饱和绝对湿度是 33.647g/nm3。 表示湿空气（风）中水分的含量对砖坯干燥整个过说明：当读者拟将 1nm3 换算为 1m3 的饱和 程的影响。湿空气有绝对湿度和相对湿度，前者表湿含量时，可将 g=33.647饱和湿示单位体积中水汽的含量，后者则表示空气被饱和3程度。=30.316g/m 。1 空气的绝对湿度从附表中可以看出，随温度升高，标态饱和绝每 1m3 湿空气中包含水蒸气的克数，称为空气对湿度迅速增高。在砖坯人工干燥工艺中，对排潮的绝对湿度。在 1m3 空气中，水蒸气的最大含量随气体要力求有一个较高且适宜干燥的温度和接近着温度的不同而改变。空气中含有最大数量的水饱和的湿度，才能显示它有较强的带湿能力，以缩汽称为饱和空气，此时的绝对湿度称为饱和绝对湿短干燥周期，减少风量、热量的消耗。度。笔者设计的普通人工干燥室排潮温度一般达本文为比较气体体积时有统一标准，采用标准到 4050，并在管理上控制其干湿球温差 12，状态体积，即气体的温度为 0 和压力 760mmhg这时排潮的带湿能力是比较强的。 时的标态体积，单位 nm3。 带湿能力（即标态绝对湿度）可用下式表示：3所以，每 1nm3 湿空气中所含水蒸气的克数，称g 湿 =g 湿球饱和湿 -0.533（t 干球 -t 湿球） g/nm（2）33式中：g 湿标态绝对湿度，g/nm为空气的标态绝对湿度，符号 g 湿，单位 g/nm 。同理，1nm3 湿空气中含有最大数量的水蒸气，g 湿球饱和湿湿球温度时的标态饱和绝对湿3称为空气的标态饱和绝对湿度，符号 g 饱和湿，单位 度，g/nm 查附表g/nm3。 0.533在水蒸气标态重度下的干湿表系3标态饱和绝对湿度随空气温度升高而急剧增数，g/nm高，它仅仅是温度 t 的函数，现笔者推出下列函数式t 干球干球温度， 表示：t 湿球湿球温度，例如：排潮的干球温度 t 干球 =45，湿球温度7.437t3g 饱和湿 = 4.842 10 235+tg/nm（1）t 湿球 =44，这时排潮的带湿能力是：3g 湿 =72.092-0.533（45-44）=71.56 g/nm式中：g 饱和湿温度 t 时湿空气的标态饱和绝对即 1nm3 的风量能带走 71.56g水。湿度，g/nm3而笔者在国内见到很多干燥室，其排潮温度不t温度，高于 30，有的才 20，排潮的带湿能力极差，经为了方便，笔者计算从 099湿空气的标态饱 常发生凝露塌车，且排潮温度低重度大，风机电机 和湿度值表附后供读者查阅应用。负荷明显增加，风量和热量消耗也增加了。湿空气的湿度在干燥热工中的作用和风量计算黄烈武在排潮的干球温度 t 干球 =30，干湿球温差为 0（注：沿用习惯压力单位）（3）（饱和）时的排潮带湿能力是：式中：p 饱和压温度 t 时，湿空气饱和水蒸气分压，3g 湿 =33.647-0.533（30-30）=33.647 g/nmmmhg即 1nm3 的风量只能带走 33.647g水，其带水量t温度， 不足上例的一半，可见设计和管理控制排潮有适宜（3）式计算是以 1 个标准大气压为基准。为了 干燥的较高温度和接近饱和的湿度对于技术经济方便，笔者计算从 099湿空气饱和水蒸气分压力 是十分必要的。值附后供读者应用。营造适合干燥制度的较高排潮温度，要从干燥例如：当温度为 30时，湿空气的饱和水蒸气 室的设计和技术管理入手：分压，查附表便可知是 31.8mmhg。（1）普通隧道干燥应根据原料的敏感性，有适宜湿空气中的水蒸气分压，可用最简单测量干湿 的预热段长度，即非送热段在不易形成裂纹的前提球温度值代入下式得出：下不宜过长。p 压 =p 湿球饱和压 -0.504（t 干球 -t 湿球） mmhg （4）（2）湿球成型蒸汽加热，对中高敏感性湿坯除减式中：p 压湿空气中水蒸气分压，mmhg少裂纹外，还能提高预热段的温度，从而提高排潮p 湿球饱和压湿球温度时的饱和水蒸气分压， 温度。mmhg 查附表（3）送热风在满足砖坯干燥所需热量和不产生0.504在标准压力下的干湿表系数，裂纹的情况下，宜采用高温低风量措施，有利于提mmhg/ 高排潮温度。t 干球干球温度，（4）干燥门及时关严，减少冷空气漏入，避免降t 湿球湿球，低排潮温度。例如：测得排潮干球温度 t 干球 =45和湿球温（5）干燥室外部要有好的保温措施，以减少散热度 t 湿球 =44，查附表，t 湿球 =44时对应湿球的饱和 损失，有利于提高排潮温度。水蒸气分压是 68.178mmhg，这时潮气中的水蒸气绝对湿度的作用具有两面性，排潮绝对湿度大分压力为：时显示带湿能力强，表明砖坯脱水快，有利于缩短p 压 =68.178-0.504（45-44）=67.674mmhg干燥周期，减少风量和热量的消耗，这是有利的一则 = 100= 100=94.28 面；而自然外界空气的绝对湿度大时就不一样，它不利于砖坯干燥，如雨季要使砖坯达到干燥，就得湿空气的相对湿度 也可用标态绝对湿度（g 湿） 增大送、排风量和热量，这是不利的一面。顺便说，与同温下标态饱和绝对湿度（g 饱和湿）之比得出： 干燥室风机选型，其额定风量的确定要以雨季最大= 100湿含量（绝对湿度）为重要计算依据。2空气的相对湿度同样测得排潮的干球温度 t 干球 =45和湿球温绝对湿度不能表明空气接近饱和的程度，空气度 t 湿球 =44，查附表，t 湿球 =44对应湿球温度的标被水蒸气饱和的程度用相对湿度 来表示，湿空气态饱和绝对湿度为 72.092g/nm3，这时潮气的标态 中水蒸气分压 p 压与同温度下完全饱和的水蒸气分 绝对湿度是：压 p 饱和压之比，叫相对湿度，又称为空气的饱和度。 g 湿 =g 湿球饱和湿 -0.533（t 干球 -t 湿球）=72.092-0.533（45-44）=71.559g/nm3= 100= 100= 100=94.28 绝对干燥的空气，=0 ；饱和湿空气，=100，相对湿度仅反映空气的干燥程度。饱和通过上述计算得知：湿空气在某一个温度和相 水蒸气分压随温度的升高也迅速增大，它同样也仅对湿度时，其水蒸气分压值一定对应着一个标态绝 仅是温度 t 的函数。现笔者推出下式：对湿度值。例如当潮气 t=45，=94.28时，潮气 中的水蒸气分压力为 67.674mmhg，这时 1nm3 的p 饱和压 = mmhg水蒸气重量必定是 71.559g，反过来当温湿条件不科技纵横2008.7sci e nce & te ch n o l o g y42研究与探讨2008.7变，1nm3 湿空气如有 71.559g 重的水蒸气，其水蒸准气压下推导出来的，公式的应用比较准确、直观、 气分压力必定是 67.674mmhg。请读者注意，附表便捷。中在各温度所列出的饱和水蒸气分压力值与标态（1）以湿空气中水蒸气分压力为计算基准的送、 饱和绝对湿度值是相互对应的。排风量公式：相对湿度 （relative humidity, rh）是干燥室热3v 送 =1.2445 nm /kg 水（5） 介质除温度 t、风量 v 外的一个重要热工参数。在自然界，60左右的相对湿度会给人们一种愉快舒3v 排 =1.2445 nm /kg 水（6） 适之感，超过 90特别在酷暑季节给人以闷憋难忍3之烦，低于 30会给人一种咽干口渴肤枯之苦。砖式中：v 送、v 排送、排风量，nm /kg 水坯进入干燥室也一样，需要有适宜的相对湿度，以p 空t 空时空气的饱和水蒸气分压，mmhg保证砖坯既得到某种速度的脱水干燥而又不出现 空t 空时空气的相对湿度，裂纹。干燥的相对湿度随着砖坯干燥过程由高到低p 排t 排时潮气的饱和水蒸气分压，mmhg连续变化，在人工干燥管理上，重点要控制进车端 排t 排时潮气的相对湿度，的相对湿度。如果进车端的相对湿度较高，砖坯干例：当外界平均温度 t 空 =28，平均相对湿度燥速度缓慢，热量和风量消耗较小；如果相对湿度较 空 =70和排出潮气 t 排 =41， 排 =94时，蒸发砖 低，则砖坯干燥速度加快，但热量和风量消耗较大。坯中 1kg 水的送风量和排风量。相对湿度很低时，砖坯就要开裂。相对湿度在干燥查附表，当 28和 41时，饱和水蒸气分压分室中有保护砖坯不裂的作用，也起着制约砖坯脱水别是 28.35mmhg 和 58.285mmhg，则 速度的作用。目前普通人工干燥室进车口实际的相对湿度在 80到接近饱和，砖坯质量均能得到保v 送 =1.2445证。但是从技术经济角度来说，干燥室进车口相对=1.2445湿度控制在 95左右，既确保砖坯能按一定速度脱水干燥而又不产生裂纹，并且对热量和风量的利用=25.12nm3/kg 水是比较合理的。v =1.2445排例如，在相同的自然气候（如 t 气温 =30 ， 大气=60）和相同干燥室进车口温度（如 t 介质 =45）的 =1.2445情况下：当干燥室进车口相对湿度 介 =95时，砖3坯脱去 1kg 水需要排风量 18.78nm3，带走的热量为 =26.36nm /kg 水（2）以湿空气中水蒸气的标态绝对湿度为计算270kcal。当干燥室进车口的相对湿度 介 =85 ，砖脱去 1kg 水需要排风量 21.96nm3，带走的热量为 基准的送、排风量公式：316kcal。所以，进车口相对湿度控制在 95左右，v 送 =1.2445nm /kg 水（7）3既经济又能保证砖坯干燥质量。3送、排风量计算v =1.2445nm3/kg 水（8）排人工干燥工艺早已普遍应用于砖瓦行业，在这3一工艺过程中，风量控制是整个工艺控制的关键环式中：v 送、v 排送、排风量，nm /kg 水节。干燥风量受产量以及季节和气候等多种因素g 空t 空 时空气的标态饱和绝对湿度，3影响，如不能适当地匹配风量，制品就会出现一系g/nm列的干燥缺陷，单位产品能耗也会增加。因此，就 空t 空时空气的相对湿度，有一个如何科学计算风量、调整风量的问题。以前g 排t 排 时潮气的标态饱和绝对湿度，3计算风量使用 id 图，由于受制图质量与使用水平的g/nm影响，容易引起较大的误差，且风量的计算是以干 排t 排时潮气的相对湿度，空气重量为计算单位，换算太多繁琐。现笔者推出同上例，当外界平均温度 t 空 =28 ， 空 =70 了以体积为单位的送、排风量公式，它是在一个标和排出潮气 t 排 =41 ， 排 =94 ，蒸发砖坯中 1kg科技纵横2008.7sci e nce & te ch n o l o g y43研究与探讨水的送风量和排风量。v =1.2445排查附表，当 28和 41时，标态饱和绝对湿度3分别是 29.978g/nm3 和 61.631g/nm3，则=26.36nm /kg 水由此可见，无论采取水蒸气分压或标态绝对湿v 送 =1.2445度不同基准来计算，蒸发砖坯中 1kg 水所需的送、 排风量其数值都一样。读者可根据生产和气候的=1.2445实际情况加以使用与控制。=25.12nm3/kg 水科技纵横2008.7sci e nce & te ch n o l o g y各温度下湿空气中饱和水蒸气分压力和标态饱和绝对湿度表/（g/nm3）44t/p 饱和压/（mmhg）g 饱和湿/（g/nm3）t/p 饱和压/（mmhg）g 饱和湿/（g/nm3）t/p 饱和压/（mmhg）p 饱和湿/（g/nm3）t/p 饱和压/（mmhg）p 饱和湿04.5794.8422523.76225.1265092.36897.6175288.44304.9914.9245.2062625.21326.6615197.043102.61376300.7431825.2915.5952726.74228.27752101.92107.76977313.47331.46535.6986.0092828.3529.97853107o0113.14678326.66345.4146.0996.4492930.04231.76654112.3118.75179340.31359.84656.5426.9183031.8233.64755117.83124.59280354.44374.78967.0137.4163133.6935.62456123.58130.67781369.07390.25177.5147.9463235.65437.70157129.58137.01582384.19406.24888.0468.5093337.71639.88258135.82143.61483399.84422.79498.6129.1063439.88242.17159142.31150.48284416.02439.903109.2119.7403542.15444.57460149.07157.62985432.75457.592119.84710.4133644.53747.0946l156.10165.06386450.04475.8741210.52211.1263747.03649.73762163.41172.79587467.90494.7671311.23611.8813849.65652.50663171o2180.83288486.37514.2861411.99312.682395