湿空气的计算.doc

第八章 湿空气学习重点 掌握湿空气、饱和湿空气、未饱和湿空气、露点、绝对湿度、相对湿度、比湿度等概念; 掌握湿空气状态参数的意义及计算方法; 掌握用解析法和图解法计算湿空气的热力过程的方法。8-1 湿空气的一般概念 湿空气干空气和水蒸气的混合物。 常温常压下，湿空气中水蒸气的分压力很低，可看作理想气体，因而湿空气可看作理想气体混合物。即 未饱和湿空气过热水蒸气干空气，如点A所示。 TspvpsACB 保持T=const，mvpv (pvps) 水蒸气达到饱和状态。即水蒸气的含量达到对应温度下的最大值。 饱和湿空气饱和水蒸气干空气，如点B所示。 保持pv =const，T，当温度降至pv所对应的饱和温度时，水蒸气达到饱和状态，如C所示。如继续冷却，有露滴出现。 露点温度（露点）pv对应的饱和温度。记作ts或Ts 。8-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量绝对湿度、相对湿度和含湿量均为描述湿空气中水蒸气含量的参数。 绝对湿度每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。按理想气体状态方程式，有相对湿度 说明了吸收水蒸气的能力。吸收水蒸气的能力，当100% （饱和湿空气）吸收水蒸气的能力为零。 由理想气体状态方程，相对湿度可表示为 相对湿度的测量：毛发湿度计 干湿球温度计 含湿量d单位质量干空气的湿空气所含有的水蒸气的质量。单位g/kg(干空气)。即 按理想气体状态方程，有 即将Rg,a287.1J/(kgK)及Rg,v461.5J/(kg K)代入上式，即有 因, 由 得 8-3 湿空气的焓含湿量图 工程上还常用焓-含湿量图（h-d图）分析湿空气的状态变化及其水蒸气含量的变化。 湿空气过程分析是按单位质量干空气所对应的湿空气进行计算。因此，湿空气的焓值为1kg干空气的焓与dg水蒸气的焓之和，即 式中，h、ha、hv的单位为kJ/kg(干空气)；d的单位为g/kg(干空气)。若规定0时干空气的焓及饱和水的焓为零，则有 将其代入焓的表达式可得 焓-含湿量图上有下述图线 定含湿量线。为一组垂直线。 定焓线。一组与垂直线成135角的直线。 定温线。当温度为定值时，焓h和含湿量d之间保存线性关系，故定温线为一组直线，但不同温度的定温线其斜率不同。 定相对湿度线。一组曲线。 100的曲线即为饱和曲线， 100的区域则为未饱和湿空气区。 含湿量与水蒸气分压力的换算关系线，即pvf(d)线。该线给出了pv与d的对应数值。附录中的焓-含湿量图是按湿空气压力等于0.1MPa的条件所绘制的，若用于分析湿空气压力范围为0.10.025MPa的湿空气性质，所得结果的误差小于2。利用焓-含湿量图，可以确定湿空气的各种参数，也可以表示和分析湿空气的变化过程。8-4 湿空气的热力过程 湿空气热力过程的分析，主要讨论湿空气的状态变化，及其与外界的能量交换情况。 一、加热过程 加热过程一般在定压条件下完成。 特征：湿空气T，d=const。 过程线沿定含湿量线向温度升高的方向进行，过程中，h， 。 加热过程中，吸热量等于焓值的增加，即 二、冷却及冷却去湿过程 未饱和湿空气和饱和湿空气的冷却过程具有不同的特点。 未饱和湿空气的冷却过程中，湿空气T，d=const。过程线沿定含湿量线向温度降低的方向进行，过程中，h，。 如将湿空气继续冷却至3点，温度降至其露点温度，当湿空气温度降至其露点温度，达到饱和状态后再进一步冷却，就有水蒸气不断凝结析出，湿空气的含湿量随之降低，即饱和湿空气的冷却过程伴随着去湿作用，所以常被称为冷却去湿过程。 在焓-含湿量图上，湿空气的冷却去湿过程沿着 100的相对湿度线含湿量减小的方向进行。过程中，湿空气T，h。 如在冷却去湿过程中，含单位质量干空气的湿空气析出的水份为d3-d4。由热力学第一定律知，冷却去湿过程中，湿空气的焓降应等于冷却介质带走的热量与凝结水带走的能量之和，即 式中：q为冷却介质带走的热量；hv为凝结水的比焓。 三、绝热加湿过程 在绝热的条件下，湿空气吸收水分，其含湿量增加的过程，称为湿空气的绝热加湿过程。 绝热加湿过程中，单位质量干空气的湿空气吸收的水分为d2d1，湿空气的焓增为水分带入的能量，即 式中：hv为水的焓。因为水分带入湿空气中的能量0.001(d2d1) hv与湿空气的焓h1、h2相比很小，可忽略不计，即. 绝热加湿过程中，水分蒸发生成水蒸气需从空气中吸收汽化潜热，使得湿空气的温度降低，所以该过程也称为蒸发冷却过程。 四、绝热混合过程 将状态不同的湿空气气流混合，可得到满足温度及湿度要求的湿空气。 气流绝热混合所得到的湿空气的状态，取决于混合前湿空气各气流的流量及状态。 设混合前湿空气各气流的流量、含湿量及比焓分别为， ， 、d1，d2