《工程热力学》第十二章理想气体与湿空气

1 第十二章理想气体混合物与湿空气 3学时 基本内容理想气体混合物热力学 内 能焓 熵 比热的计算 湿空气 绝对湿度 相对湿度 含湿量 湿空气密度 气体常数 焓 湿空气湿度测定 焓湿图应用 基本要求掌握理想气体混合物热力学 内 能 焓 熵 比热的计算 掌握湿空气性质 术语 了解湿空气各参数间基本关系 掌握焓湿图应用 2 12 1理想气体混合物 综述 理想气体混合物压力 温度 比容遵循理想气体状态方程式即 PV nRmT遵循质量守恒定律 m m1 m2 m3 mn总摩尔数等于各组分气体分摩尔数之和n n1 n2 n3 nn 3 一 理想气体混合物遵循的规律 1 分压力及分压力定律2 分容积及分容积定律 4 分压力Pi定义 某种气体单独占有混合物的容积且与混合物具有相同的温度 则它的压力称混合物中该组分气体的分压力 P V T P1 V T P2 V T 道尔顿定律 理想气体混合物的压力等于各组分气体分压力的总和 5 6 P V T P V1 T P V2 T 分容积Vi定义 某种气体单独占有相同温度 相同压力下占有的容积称为混合物中该组分气体的分容积 亚美格定律 理想气体混合物的容积等于各组分气体分容积的总和 7 二 理想气体混合物成分及换算关系 1 混合物各种成分质量成分Wi 摩尔成分Xi 容积成分 2 换算关系 8 2 换算关系 9 三 理想气体混合物密度 千摩尔质量及折合气体常数 自学 10 12 2理想气体混合物热力学能 焓 比热的计算 自学 11 12 3湿空气 12 概述 自然界江河湖海水的蒸发使得空气中总会有部分水蒸气 一般不予注意但空气中水蒸气含量的多少有特殊作用时 必须考虑空气的水蒸气的量的大小 EG 烘干装置采暖通风装置建筑物如车间 机舱环境的降温室内的调温调湿介绍书中表12 2 13 湿空气一般概念 1 湿空气 干空气与水蒸气的混合物 可近似以理想气体处理 湿空气压力组成 2 干空气 完全不含水蒸气的空气3 未饱和湿空气 过热水蒸气与干空气组成的湿空气4 饱和湿空气 饱和水蒸气与干空气组成的湿空气5 露点温度 湿空气水蒸气分压力Pw对应的饱和温度Td 为湿空气的露点温度 干空气分压力 水蒸气分压力 14 Ps v Ps T s 0 A P s s T C Pw T B A B Td Pv 吸湿达饱和 降温结露 吸湿达饱和 C 降温结露 未饱和湿空气 过热水蒸气与干空气组成的湿空气 A点饱和湿空气 饱和水蒸气与干空气组成的湿空气 B C点 露点温度 湿空气水蒸气分压力Pv对应的饱和温度Td 为湿空气的露点温度 对应C点 15 12 4湿空气状态参数 绝对湿度 相对湿度 含湿量 一 绝对湿度 v1 定义 每立方米湿空气含有的水蒸气质量为绝对湿度 等于湿空气的温度与压力所确定状态下水蒸汽的密度 v 单位kg m32 确定方法A 由水与水蒸汽表 图确定 1 未饱和湿空气 由空气温度t 湿空气水蒸汽分压力pv 查过热蒸汽表比体积v 得 v的值2 饱和湿空气 由空气温度t ts 查饱和水与饱和水蒸汽表得 v B 近似计算 根据理想气体状态方程式Pv增加 增大 Pv Ps 饱和湿空气具该温度下最大绝对湿度 水蒸气气体常数461 5j kg K 水蒸气分压力 Pa 16 二 相对湿度 1 定义 未饱和湿空气绝对湿度与饱和湿空气绝对湿度的比值 表示了湿空气中水蒸气含量的饱和程度 以 表示 2 确定方法1 按定义2 按理想气体方程式3 测量湿球温度计干球温度计 由空气温度t 确定ts Ps 得 即为 s 由空气温度t 水蒸气分压力Pv 得 v 公式12 29 公式12 27 17 三 含湿量 烘干过程中 空气作为工质吸收水分 其干空气质量保持不变 水蒸气量在变化 用含湿量d计算更为方便1 定义 每千克干空气中所含水蒸气质量 kg 称含湿量d kg kg干空气 2 相关计算以理想气体近似计算 287 1kj kg k 461 5kj kg k 公式12