湿空气的性质与湿度图

8.2.1 湿空气的性质,8.2.2 空气的湿度图及其应用,8.2 湿空气的性质与湿度图,8.1.1湿空气的性质,湿空气：含有湿分的空气。,基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变。,干燥计算以单位质量绝干空气为基准。,表征空气中所含水分的大小通常用两个参数：,相对湿度,湿度H,一、湿度（湿含量）H,定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。,湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。,P 湿空气的总压（kN/m2），即P干空气 与P水之和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。,系统总压 P ：,（8-1）,（8-2）,（8-3）,1、定义式,（8-4）,na湿空气中干空气的千摩尔数，kmol；,nv湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。,式中：,Ma干空气的摩尔质量，kg/kmol；,Mv水蒸气的摩尔质量，kg/kmol；,2、以分压比表示,式中：,pv水蒸汽分压，N/m2,P湿空气总压，N/m2,（8-5）,当湿空气可视为理想气体时，则有：,pv空气中水蒸汽分压力；,式中：,（8-5）,pg干空气分压力；,即：,当P为一定值时，,（8-6）,（8-8）,（8-7）,湿度H与总压力P及水汽分压力pv有关。 pv增大或P减小，则H增大。,3、饱和湿度Hs：,式中：,ps同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压，N/m2,注：由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和 湿度是湿空气总压和温度的函数。,当湿空气中水蒸汽分压 pv 恰好等于同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达到饱和，此时的湿度H为饱和湿度Hs。,（8-9）,二、相对湿度,1、定义式：,（8-10）,定义：,在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。,（8-11）,即：,2、意义：,相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。,当=1（或100%）， pv = ps：,表示空气已被水蒸汽饱和，不能再吸收水汽，已无干燥能力。不可作为干燥介质；,愈小，即Pv与Ps差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。,湿空气未达饱和，能够再吸收水汽，可作为干燥介质。,当 1时，pv tw=（tas）td,比较之有：,饱和湿空气：t = tw=（tas）= td,8.2.2 空气的湿度图及其应用,温度湿度图（简称：温湿图）,为了便于计算，将空气各种性质标绘在湿度图中。,湿度图的形式有两种：,焓湿度图（简称：焓湿图）,一般常用的湿度图都是针对一定的总压而绘制的。,如图8-6所示为在总压P=101.3kN/m2下绘制的温度湿度图（低温部分）。,8-6,用公式计算湿空气的性质比较繁琐，有时还要用到试差（如计算tw）。,本章主要研究的图是焓湿度图。,另外，空气的状态变化过程在图中表示亦比较形象直观。,若将湿空气的各种性质绘成图，利用图查取湿空气的有关参数，则比较简便。,在总压p一定时，上述湿空气的各个参数（t、pv、H、I、tw等）中，只有两个参数是独立的，即规定两个互相独立的参数，湿空气的状态即被唯一地确定。,工程上为方便起见，将诸参数之间的关系在平面坐标上绘制成湿度图。,一、焓湿图,空气湿度图的绘制：,I-H图是以总压p=101.33105kPa为前提画出的，p偏离较大时此图不适用。,纵坐标为I（kJ/kg绝干气）；,横坐标为H（kg水汽/kg绝干空气）；,注意：,两坐标的交角为135（不是90）！,是将横轴上的湿度值H投影到辅助坐标上的，便于读图，而真正的横坐标H在图中并没有完全画出。,水平轴（辅助坐标）的作用：,使图中各种曲线群不至于拥挤在一起，从而提高读图的准确度。,目的：,（1）等H线（等湿度线）,等H线为一系列平行于纵轴的直线。,注意：, 同一等H线上不同点，H值相同，但湿空气的状态不同（在一定p下必须有两个独立参数才能唯一确定空气的状态）；,根据露点td的定义，H相同的湿空气具有相等的td，因此在同一条等H线上湿空气的td是不变的，换句话说H、 td不是彼此独立的参数。,（2）等I线（等焓线）,同一等I线上不同点，I值相同，但湿空气状态不同；,等I线为一系列平行于横轴（不是水平辅助轴）的直线。,注意：,前已述及湿空气的绝热增湿过程近似为等I过程，因此等I线也就是绝热增湿过程线，在同一等I线上，H则t或H 则t ，但I不变。,改写为:,当t一定时， I-H为直线。,t，斜率，因此各等t线不是平行的直线。,（3）等t线（等温线）,各直线的斜率为：,（8-32）,（4）等线（等相对湿度线）,P固定，当一定时，,假设一个t，求出ps，可算出一个相应的H ，将若干个（t，H）点连接起来，即为一条等线。,注意：,当H一定时，t， ，吸收水汽能力。,所以，湿空气进入干燥器之前须先经过预热，以提高其温度和焓值，有利于载热外，同时也是为了降低相对湿度而有利于载湿；, =100%的线称为饱和曲线，线上各点空气为水蒸气所饱和；,此线下方为过饱和区域，空气中含雾状水滴，不能用于干燥物料；,此线上方为未饱和区（1），在这个区域的空气可以作为干燥介质；, I-H图是以总压p=101.33103kPa为前提绘制的；,H=常数，等线（图中=5%与=10%两条线）垂直向上为直线与等H线重合。,当一定，t99.7时：,（5）pv线(水蒸汽分压线),pv线标于=100%线的下方，表示pv与H之间的关系。,得：,由：,二、湿度图的应用,IH图中的任意一点A代表一个确定的空气状态，其t、 tw 、H、I等均为定值。已知湿度空气的两个独立参数，即可确定一个空气的状态A，其他参数可由IH图查得。,tH、 ttw 、 ttd、 t、是相互独立的两个参数，可确定唯一的空气状态点A；,tdH、 pvH、 tdpv（都在同一条等温线上）， twI（在同一条等I线上），不是彼此独立的参数，不能确定空气的状态点A。,2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求 该湿空气的其他参数和性质,1）由测出的参数确定湿空气的状态,a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球 温度tw，确定该空气的状态点A(t，H)。,b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点 A(t，H)。,c）水与空气系统中，已知t和，求原始状态点 A的位置。,A,A,图8-8 在H-I图中确定湿空气的状态点,A,图8-9 在H-I图中确定湿空气的状态点,例：已知湿空气的干球温度t=30，相对湿度=0.6，求湿空气的湿度H，露点td、tas。,A,H=0.0