湿空气练习题答案(2014).ppt

确定空气状态及查找参数根据任意两个独立的空气状态参数 就可以在焓湿图上找到相应的状态点 并可判断出空气是处于什么状态 还可查找出其他的状态参数 例1 2 已知某日气象台预报的天气温度是30 相对湿度是60 1 在焓湿图中标出相应状态点 2 查出该状态空气的其余参数 3 画出过此状态点的等湿球温度线和等露点温度线 解 1 在焓湿图上找到30 等温线与60 等相对湿度线的交点A 2 由过A点的45 斜线查得其焓为71kJ kg干 过A点的垂直线查得其含湿量为16 15g kg干 水蒸气分压力为25 50 102Pa 30 已知干球温度和相对湿度求其他参数 16 15g kg干 25 50 102Pa 71kJ kgg ps tw pw 3 过A点作等湿球温度线 其实就是等焓线并以虚线表示 与饱和线相交于B点 由于饱和线上的干球温度与湿球温度相同 故B点的干球温度也就是B点的湿球温度 也即A点的湿球温度为23 9 30 已知干球温度和相对湿度求其他参数 16 15g kg干 25 50 102Pa 23 9 71kJ kg干 ps tw pw 4 过A点作等露点温度线 其实就是等含湿量线并以点划线表示 与饱和线相交于C点 由于饱和线上的干球温度与露点温度相同 故C点的干球温度也就是C点的露点温度 也是A点的露点温度 为21 8 30 已知干球温度和相对湿度求其他参数 16 15g kg干 25 50 102Pa 23 9 21 8 71kJ kgg ps tw pw 5 找到30 等温线与饱和线的交点D D点的水蒸气分压力即为A点的饱和水蒸气分压力 其值为42 2 102Pa 30 16 15g kg干 25 50 102Pa 23 9 21 8 42 2 102Pa 71kJ kgg 已知干球温度和相对湿度求其他参数 ps tw pw 例1 3 为了知道某房间内空气的状态 使用一个干湿球温度计进行实测 测得干球温度为30 湿球温度为20 求该房间内空气的其他参数 解 1 先在饱和线上找到干球温度为20 的状态点B 由于B点在饱和线上 此点的干球温度与湿球温度相等 故B点的湿球温度也为20 tw 2 过B点 作等湿球温度线 近似以等焓线代替 与30 的等温线相交于A点 此点就是房间内空气的状态点 由于A点在饱和线的上部区域 故房间空气为未饱和空气 3 其余参数的查找方法参见例1 2 已知干 湿球温度求其他参数 tw 练习题1 饱和空气在恒压下冷却 温度由 1降至 2 此时其相对湿度 湿度 湿球温度 露点温度 2 若维持不饱和空气的湿度d不变 提高空气的干球温度 则空气的湿球温度 露点温度 相对湿度 变大 变小 不变 不确定 3 在测量湿球温度时 空气速度需大于4m s 1 这是为了 4 相对湿度 值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小 当 值大时 表示该湿空气的吸收水汽的能力 当 0时 表示该空气为 5 相对湿度越 湿空气越干燥 吸收水分的能力越 填大 小 不变 下降 下降 下降 变大 变小 不变 小 绝干空气 小 大 在1atm下 不饱和湿空气的温度为273K 相对湿度为60 当加热到295K时 该空气下列状态参数将如何变化 升高 增加 降低 不变 湿度 相对湿度 湿球温度 露点 焓 湿空气的干球温度 湿球温度 露点在什么情况下相等 什么情况下不等 水蒸汽的汽化潜热在低温时较 在高温时较 在临界温度为 在湿空气温度一定条件下 露点温度越说明湿空气中水蒸气分压力越 水蒸气含量越 湿空气越潮湿 填高 低和多 少 1kg绝干空气及 所具有的焓 称为湿空气的焓 降低 不变 不变 升高 增加 小 大 零 高 高 多 其所带的dkg水汽 对不饱和湿空气 干球温度湿球温度 露点温度湿球温度 在湿度一定时 不饱和空气的温度越低 其相对湿度越 不饱和空气中水蒸汽分压越高 其湿度越 对于为水蒸汽所饱和的空气 则其干球温度 湿球温度 w 绝热饱和温度 as 露点温度 d的关系是 w as d 湿空气经预热 相对湿度 当湿空气的总压一定时 相对湿度 仅与及有关 大于 小于 大 高 减小 湿度 温度 一定湿度的气体 为什么总压加大时 露点温度升高 而气体温度升高时 露点温度td不变 总压增大时 由Dalton定律 总压等于各组分分压之和 水汽分压也跟着增大 但温度不变则饱和蒸汽压是不变的 相对湿度 水蒸气分压 饱和蒸气压 这时相对湿度是随着总压增大而增大的 而露点温度又随着湿度的增加而增加 所以会升高 气体温度增高时 饱和蒸汽压随之变大 由于水汽分压不变 则湿度随之降低 湿度与温度的比值不变 则露点不变 在一定温度下 湿空气中水蒸气的分压力愈高 其绝对湿度愈大 但是 在一定温度下水蒸气的分压力不可能超过其相应的饱和压力ps 因达到饱和压力时 水蒸气开始凝结 湿空气在未达饱和时 其中水蒸气的分压力pw总是小于饱和压力ps 水蒸气处于过热状态 12 二 选择题1 空气的饱和湿度ds是湿空气的如下参数的函数 A 总压及干球温度 B 总压及湿球温度 C 总压及露点 D 湿球温度及焓 2 在测量湿球温度时 应注意空气速度u A u4m s 1 D u越小越好 3 对于一定干球温度的空气 当其相对湿度愈低时 其湿球温度 A 愈高 B 愈低 C 不变 D 不一定 尚与其它因素有关 4 不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后 其结果只能是 A 全部水变成水蒸气 B 部分水变成水蒸气 C 部分或全部水变成水蒸气 D 不能确定 C C B A 5 空气的含湿量一定时 其温度愈高 则它的相对湿度 A 愈低 B 愈高 C 不变6 一定湿度d的湿空气 随着总压的降低 露点相应地 升高 B 降低 C 不变 D 不一定 还与其它因素有关 7 指出 相对湿度 绝热饱和温度 露点温度 湿球温度 中 哪一个参量与空气的温度无关 A 相对湿度B 湿球温度C 露点温度D 绝热饱和温度8 密闭容器中的湿空气 当温度变化时 下面说法不正确的为 A 空气的相对湿度随温度的升高而降低B 空气的绝对湿度随温度的升高而降低C 空气的相对湿度随温度的降低而升高D 空气的绝对湿度随温度的升高保持不变 13 A B C B 10 湿空气在预热过程中不变化的参数是 A 焓 B 相对湿度 C 露点温度 D 湿球温度 11 上 露点温度相等 等相对湿度线 等热焓线 等湿度线 绝热冷却线12 如需将空气减湿 应使其温度 高于湿球温度 低于湿球温度 高于露点 低于露点13 当湿度和温度相同时 相对湿度与总压 成正比 成反比 无关 与 成正比 C C D A 15 两种湿空气的相对湿度相等 则吸收水蒸气的能力也相等 已知露点温度td 含湿量d即能确定湿空气的状态 对于过热水蒸气 干度x 1 通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数 在 1时 干球温度t 湿球温度tw和露点温度td不相等 在 tw td未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度 当蒸气的温度高于饱和温度时 称该蒸气为过热蒸气 饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度 湿空气的相对湿度越高 吸收水分的能力越强 由饱和水定压加热为干饱和蒸气的过程 温度不变 在一定的总压力下 若湿空气的相对湿度增大 则其含湿量也必定增大 三 判断题 湿空气和湿蒸汽 饱和空气和饱和蒸汽 它们有什么区别 答 湿空气与湿蒸汽的区别 湿空气指的是含有水蒸汽的空气 它是干空气 完全不含水蒸汽 与水蒸汽的混合物 湿空气中的水蒸汽通常处于过热状态 湿蒸汽是潮湿蒸汽的简称 它是饱和液体和饱和蒸汽的混合物 两相处于平衡状态 湿蒸汽处于饱和状态 饱和空气和饱和水蒸汽的区别 饱和空气是指湿空气中所含水蒸汽的分压力达到了当时温度所对应的饱和压力 不再具有吸湿能力 如果再加入水蒸汽 就会凝结出水珠来 饱和蒸汽则是指可以与同温同压的 饱和 液体平衡共存的蒸汽 四 简答题 答 从焓湿图可见 湿空气定温压缩过程指向图的左下方 此时湿空气的含湿量 相对湿度和水蒸气的分压力都降低 故而可以达到去湿目的 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾 答 所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠 由于温度较高和通风情况较好 夏天浴室里的相对湿度比冬天的低 因而吸湿能力比冬天的强 不易形成雾状小水珠 所以不像冬天那样雾气腾腾 使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的 将湿空气压缩 温度不变 能否达到去湿目的 理想气体与实际气体 二者差异在体积和作用力上 理想气体分子本身无体积 分子间无作用力 而实际气体恰恰相反 定容比热与容积比热 二者计量的基础单位相同 容积比热是以单位体积 容积m3 来计算 而定容比热是以单位质量 kg 来计算 而且比容是不变的 饱和湿蒸气与饱和湿空气 二者差别有二 其一 湿蒸气是一种化学成分H2O构成的 而饱和湿空气是空气和水蒸气多种化学成分构成的 其二 饱和湿蒸气是饱和液体 水 和干饱和蒸汽的混合物 其中水和蒸汽都是饱和的 饱和湿空气虽是干空气和水蒸气的混合物 其中水蒸气是饱和的 但空气远未达到饱和 绝对湿度和相对湿度 绝对湿度是指单位体积1m3的湿空气中所含的水蒸气的质量 是有量纲的 相对湿度是指绝对湿度与同温度下最大的绝对湿度的比值 是无量纲的 过热水蒸气与过冷水 过热水蒸汽是水蒸气所处的温度高于水蒸气压力所对应的饱和温度时的水蒸气 而过冷水是水所处温度低于水具有的压力所对应的饱和温度时的水 从温度关系上看 通常湿空气中的水蒸气很少 即水蒸气的分压力Pw很低 这个分压力Pw所对的饱和温度ts Pw 也很低 而实际水蒸气 也是湿空气 所处的温度较高 总有t ts Pw 所以湿空气中的水蒸汽往往处于过热状态 从压力关系上看 由于湿空气中水蒸气很少 水蒸气的分压力Pw很低 而水蒸气实际所处温度t所对的水蒸气饱和压力Psw t 较高 一般总有Pw Pst t 也就是说 湿空气中的水蒸汽往往处于未饱和状态 为什么说湿空气中的水蒸气常常处于过热状态或未饱和状态 因温度不变 水蒸气体积和质量也不变 所以水蒸气的分压力pw不变 由于ps也不变 所以 不变 但ma增大 故d降低 向充满相对湿度为 的湿空气的刚性容器内充入干空气 若平衡后容器内温度不变 试分析相对湿度 含湿量和水蒸汽分压力如何变化 已知房间内湿空气的 温度 试用H d图定性的确定湿空气状态 答 在h d图上 沿温度值为的温度线 与相对湿度线交于一点a 从a点沿等焓线与温度值为t的温度线交于一点b b点即为室内空气状态参数点 如图所示 在温度不变的情况下 对湿空气加入一定的干空气 试问湿空气的绝对湿度 相对湿度 含湿量如何变化 绝对湿度 简称湿度常用d表示 是指每kg干空气所带有的水汽量 所以这个过程绝对湿度降低 因为水汽总量不变 干空气增多 相对湿度是指空气中的水汽分压与一定总压及一定温度下空气中水汽分压可能达到的最大值 即饱和情况下分压 的比值 所以这个过程如果总压也不变的话 因为水汽分压降低 所以相对湿度也降低 含湿量即是空气中含的水汽总量 这个不变 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 湿空气在大气压力及温度不变的情况下 湿空气的密度愈大 则湿空气的含湿量 愈小 举个例子 常压 100 下 干空气的密度0 946kg m3 水蒸汽是0 597kg m 近似根据分压定律也能看出 含湿量大则密度小 测定湿球温度时 当水的初温不同时 对测量结果有无影响 为什么 无影响 若水温等于空气温度时 则由于湿纱布表面的水分汽化而使其水温下降 若水温高也会降温 一方面供给水分汽化需要的热量 一方面散热至空气中 若水温低 则水分汽化需要的热量就会从空气中吸热 最终都会达到湿 热平衡 即所测的温球温度 未饱和湿空气经历绝热加湿过程 其干球温度 湿球温度和露点温度如何变化 未饱和湿空气经历绝热加湿过程 其干球温度降低 湿球温度不变 露点温度不变 是不是空气温度愈高 相对湿度愈低 没有必然的联系 温度高若水蒸气的分压力也高 相对湿度可以很大 空气的相对湿度越大 其含湿量就越高对吗 不对 相对湿度是空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值 若温度相同 相对湿度越大则说明含湿量越高 但是不同温度就无法直接进行比较了 因为不同温度下的饱和绝对湿度是不一样的 有人认为 空气中水的温度就是空气湿球温度 对否 答 错 空气湿球温度是空气与水接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度 而空气中水的温度就是水蒸气温度 空气的干球温度 所以是错的 一天内室外空气干球温度和相对湿度的变化规律有何不同 原因何在 答 空气的相对湿度取决于空气干球温度和含湿量 如果空气的含湿量保持不变 干球温度增高 则相对湿度变小 干球温度降低 则相对湿度加大 就一昼夜内的大气而言 含湿量变化不大 可看作定值 则大气的相对湿度变化规律正好与干球温度的变化规律相反 即中午相对湿度低 早晚相对湿度高 试解释用1kg干空气作为湿空气参数度量单位基础的原因 答 因为大气 湿空气 是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的 干空气的成分是氮 氧 氩 及其