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空调工程（第3版） 空调 工程 PPT 课件

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空调工程第3版参考答案西安工程大学第2章 湿空气的焓湿学基础1. 夏季的大气压力一般比冬季的要低，为什么？答：根据空气密度计算方法，冬季环境温度降低，空气密度增大，单位面积上承受的空气柱重量增加，气压增大。故夏季大气压力一般比冬季的低。2. 湿空气的水蒸气分压力和水蒸气饱和分压力有什么区别？它们是否受大气压影响？答：湿空气中水蒸气分压力是指在某一温度下，水蒸气独占湿空气体积时所产生的压力。水蒸气分压力的大小反映了空气中水蒸气含量的多少。当空气中水蒸气的含量超过某一限量时，多余的水气会以水珠形式析出，此时水蒸气处于饱和状态。我们将干空气和饱和水蒸气的混合物称为饱和湿空气，相应于饱和状态下的水蒸气分压力，称为该温度时的饱和分压力。湿空气的水蒸气饱和分压力由湿空气的温度决定，与大气压无关；湿空气的水蒸气分压力与大气压力有关。3. 绝对湿度、相对湿度和含湿量的物理意义有什么不同？为什么要用这三种不同的湿度来表示空气的含湿情况？它们之间有什么关系？答：湿空气的绝对湿度是指每立方米湿空气中所有水蒸气的质量。相对湿度是在某一温度下，空气的水蒸气分压力和同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力比值。含湿量是指对应于1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量。绝对湿度即湿空气中水蒸气的密度。考虑到在近似等压的条件下, 湿空气体积随温度变化而改变, 而空调过程经常涉及湿空气的温度变化, 因此采用绝对湿度作为衡量湿空气含有水蒸气量的参数会给实际计算带来诸多不便。因此, 空调中常用含湿量代替绝对湿度来确切表示湿空气中水蒸气的绝对含量。相对湿度和含湿量都是表示湿空气中所含水蒸气多少的参数，但两者意义不同；相对湿度表示湿空气接近饱和的程度，却不能表示水蒸气的具体含量；含湿量可以表示水蒸气的具体含量，但不能表示湿空气接近饱和的程度。含湿量和相对湿度满足以下关系。 4. 试分析人在冬季的室外呼吸时，为什么看得见是白色的？冬季室内供暖时，为什么嫌空气干燥？答：人呼出的气体中含有水蒸气。呼出的气体遇到冬季室外的冷空气，温度降低到呼出气体的露点温度时，水蒸气凝结成液态小水滴，就看到了白色雾气。冬季供暖时，室内空气温度升高，水蒸气饱和分压力随着温度的升高而增大。根据相对湿度定义式，空气相对湿度减小，因此室内空气干燥。冬季墙体的温度低，可能会使得空气结露，使空气的含湿量降低，随着温度的升高相对湿度也会降低。5. 什么是湿球温度？它的物理意义是什么？影响湿球温度的因素有哪些？不同风速下测得的风速一样吗？为什么？答：湿球温度的定义是指某一状态的空气，同湿球温度计的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。其涵义是用温包上裹着纱布的温度计，在流速大于2.5m/s且不受直接辐射的空气中，所测得的纱布表面水的温度，以此作为空气接近饱和程度的一种量度。湿球温度受风速影响影响很大。不同风速下，所测得的湿球温度会出现差异。空气流速愈小，空气与水的热湿交换不充分，所测得的误差越大；空气流速愈大，空气一与水的热湿交换愈充分，所测得的湿球温度愈准确。此外，湿球温度还受到辐射的影响。6. 两种空气环境相对湿度都一样，但一个温度高，一个温度低，试问从吸湿能力上看，能说它们是同样干燥吗？解释为什么。答：不能。吸湿能力指空气的绝对湿度q和同温度饱和状态下的绝对湿度q,b 之差的绝对值，即=q-q,b,其中，q=Pq,b /RT。当相对湿度相同而温度不同时，温度高的空气其饱和蒸汽的分压力大且分压力变化率大于温度变化率。故高温空气吸湿能力较强。7. 冬季不仅窗玻璃凝水，而且在有的房屋外墙内表面也出现凝水，分析凝水的原因和提出改进方法。答：冬季窗玻璃和房屋外墙内表面的温度受外界空气的影响而降低，当其表面温度等于或低于空气的露点温度时，空气中的一部分水气在冷表面上冷凝结露。改进方法：增加保温，提高窗，墙内表面的温度。8. 焓湿图有几条主要参数线？分别表示哪一个物理量？试绘出简单的焓湿图。答：等焓线：湿空气焓湿图中，比焓的等值线，等含湿量线：表示湿空气中水蒸气的含量；等温线：该直线上的状态点表示同样的温度。等相对湿度线；水蒸气分压力线：当大气压力一定时，水蒸气分压力是含湿量的单值函数；热湿比线：湿空气的状态变化前后的方向和特征。9. 是否必须把空气的干、湿球温度都测定出来，才能确定某一空气状态的比焓值？答：不是。在大气压力一定的情况下，已知任何两个相互独立的参数可以在焓湿图上查出该空气状态点的比焓值。10. 热湿比有什么物理意义？为什么说在焓湿图的工程应用中热湿比起到至关重要的作用？答：热湿比是空气状态变化时其焓值变化（h）和含湿量变化（d）的比值，它表示了湿空气状态变化前后的方向和特征。在空调设计中，热湿比通常用房间的余热(Q)和余湿(W)的比值来计算，在焓湿图中，热湿比线通过房间的设计状态点，此时描述了送入房间的空气吸热吸湿后使房间状态稳定在设计状态点的变化方向和过程。是确定空调送风状态点的依据。11. h-d图的坐标是如何确定的？在绘制h-d图过程中采用了哪些技巧？答：焓湿图是对应于某一大气压力pa下以比焓h为纵坐标，含湿量d为横坐标绘制而成的。湿空气在饱和状态下，温度、压力等状态参数存在一一对应的函数关系。空气调节过程，空气的状态变化可以认为是在一定的大气压力下进行的。取t=0和d=0的干空气状态点为坐标原点，采用斜角坐标系统，两坐标夹角等于135。坐标夹角大小不影响湿空气状态参数之间的对应关系, 只是改变了图线的形状和位置, 目的是使图面展开, 避免把图上线条挤在一起, 以保持图线清晰12. 在h-d图上，等温线是平行线吗？为什么？答：h-d图中，比焓公式为h=1.01t+d（2500+1.84t），公式中1.01t为等温线在纵坐标上的截距，（2500+1.84t）为等温线的斜率。由于t值不同，等温线的斜率也就不同，因此，严格讲等温线不是一组平行的直线。但由于1.84t远小于2500，所以等温线又近似看做是平行的。13. 在h-d图上表示某空气状态的干、湿球温度及露点温度，并说明三者之间有何规律？答：对未饱和空气，过空气状态点沿等 d 线向下与 =100%线交点的温度即为露点tL；沿 h =常数 (=0) 线找到与 =100%线交点的温度即为湿球温度ts。三者间的关系：ttstL。对饱和空气，则t=ts=tL。图2-1 习题13 附图14. 分别简述工程上怎样实现等焓过程、等温过程和等湿过程的空气处理。答：等焓过程：利用固体吸湿剂干燥空气，水蒸气被吸湿剂吸附，实现等焓减湿过程；利用喷水室喷循环水处理空气，实现等焓加湿过程。等温过程：通过向空气中喷蒸汽，实现等温加湿过程；等湿过程：利用空气加热器或电加热器来处理空气，可实现等湿、升温、增焓过程。15. 空气经过空气冷却器时，空气的温度要降低，但并没有凝水现象出现，这样的处理过程如何在h-d图上表示？答：空气冷却器表面的温度低于空气温度，但高于空气露点温度，从而实现冷却，并且没有凝水现象。在h-d图上空气状态变化是等湿、减焓、降温过程。在图2-2上这一过程表示为 AC 的变化过程。图2-2 习题15附图16. 在某一空气环境中，让1kg温度为t（）的水吸收空气的热全部蒸发，试问这时空气状态如何变化？h-d图上如何表示？答：这时空气状态变化是等焓、降温、加湿过程。在图2-2上这一过程表示为 AE 的变化过程。17. 不用事先画好线，直接作出当起始状态为t=18，=45时，热湿比为7500和-500的变化过程。答：根据起始状态点的焓、含湿量和热湿比，计算出单位含湿量变化对应的焓，并确定该点。两点间的连线即变化过程线。 18. 某空气经过加热后，温度上升，这过程在h-d图上如何表示？经过冷却器后，温度下降，但是没有凝结水析出，该过程在h-d图上如何表示？如果不但温度下降，而且还有凝结水析出，该过程在h-d图上如何表示？答：空气经过加热后，温度上升，在h-d图上是等湿、增焓、升温过程，在图2-2上这一过程表示为 AB 的变化过程。空气经过冷却器后，温度下降，但是没有凝结水析出，在h-d图上是等湿、减焓、降温过程，在图2-2上这一过程表示为 AC 的变化过程。空气温度下降，而且还有凝结水析出，在h-d图上时减湿、减焓、降温过程，在图2-2上这一过程表示为 AG 的变化过程。19. 对起始状态为t=16、d=0.009kg/kg（干空气）的空气加入总热量Q=5815W、湿量W=2.5kg/h，试画空气变化过程线。如果从空气中去除5815W的热量和2.5kg/h的湿量，这时变化过程线如何表示？解：加入总热量Q=5815W、湿量W=2.5kg/h时，空气实现升温，加湿过程。去除5815W的热量和2.5kg/h的湿量时，空气实现降温，除湿过程。20. 空气温度是20，大气压力为101325Pa，相对湿度=50，如果空气经过处理后，温度下降到15，相对湿度=90.试问空气的h变化了多少？解：根据各参数查焓湿图，h初=38.6kJkg，h末=39.3kJkg。所以。21. 当大气压力为101325Pa，某一空气的干球温度是20，湿球温度是15，试求出该空气其余的状态参数（，d，h）。解：已知干球温度和湿球温度，查焓湿图表，可得=59，d=8.6gkg，h=42.0kJkg。22. 已知pa=101325Pa，空气干球温度t=25，d=0.016kg/kg（干空气），求空气的湿球温度、露点温度和相对湿度。解：已知干球温度和相对湿度，查焓湿图表，可得ts=22.4，tL=21.2，=80.2。23. 将干球温度为25，相对湿度为40，压力为101325Pa的空气用蒸汽加湿，此蒸汽温度为100，但是含20的水，它们全部汽化，当空气相对湿度增加到65时，求被加湿空气的干球温度和含湿量。解：向空气中喷入湿蒸汽，空气焓值增加。水蒸汽提供的全热量为，水提供的全热量为。则加湿过程热湿比为。根据终态相对湿度65，查焓湿图表，可得t=23.7，d=11.9gkg。24. 表面温度为18的壁面，在室温为20，=70的室内会结露吗？在室温为40，=30的室内会结露吗？答：室温20，相对湿度70，查焓湿图可得露点温度为14.2。因为空气的露点温度低于壁面表面温度，所以在室内不会发生结露现象。室温40，相对湿度30，查焓湿图可得露点温度为19.0。因为室内空气的露点温度高于壁面表面温度，所以在室内会发生结露现象。25. 用电加热和压力为101325Pa绝对大气压力的饱和水蒸气处理干球温度为-5，相对湿度为85的空气，要求空气的终状态的干球温度为30，相对湿度为60，试问：（1）空气应先加热到几度？（2）每千克空气终应喷入多少千克水蒸气？解：此空气处理过程应为，先电加热，后喷蒸汽加湿。电加热为等湿升温过程，喷蒸汽为等温加湿过程。所以空气应先加热到30，此时空气状态参数为d1=2.1gkg，t1=30，=70。当继续喷入蒸汽加湿后，空气状态参数为d2=16.0gkg，t2=30。所以每千克干空气应喷入d=d2-d1=16.0-2.1=13.9gkg水蒸气。26. 原有空气t1=25、d1=0.01kg/kg（干空气），如果空气的温度增加5，含湿量减少0.002kg/kg（干空气），试问空气的比焓有无变化？答：原有空气参数t1=25、d1=0.01kgkg，变化后的空气参数t2=30、d2=0.008kgkg。查焓湿图，可得h1=50.7kJkg，h2=50.7kJkg。空气比焓没有变化。或用焓计算公式亦可获得相同结论。27. 已知空调系统新风量（qm，w=200kg/h，tw=31，=80），回风量（qm，w=1400kg/h，tw=22，=60），求新风、回风混合后的空气状态参数tc、hc和dc（分别用解析法和作图法）解：解析法：新风状态参数tw=31，=80，查焓湿图得hw=89.8kJkg，dw=22.9gkg，回风状态参数（这里用n代替），tn=22，=60，dn=9.9gkg，查焓湿图得hn=47.4kJkg。=作图法：图2-3 习题27附图用尺子量取NW线段的长度为44mm，从而可求得混合点C至新风状态W点的距离，可得。自W点截取CW=38.5mm，从而定出混合状态点C，并查得空气混合状态参数如下：，tc=23.2。28. 欲将t1=24，1=55，与t2=14，2=95的两种空气混合至状态点3，t3=20，总风量为11000kg/h，求两种空气量各为多少。解：1状态下空气状态参数:t1=24，1=55，d1=10.2gkg，h1=50.3kJkg；2状态下空气状态参数：t2=14，2=95，d2=9.5gkg，h2=38.0kJkg。在焓湿图上，画出1、2点的连线与t3=20的交点3，可查的3点的空气状态参数为：t3=20，3=67.7，d3=9.9gkg，h1=45.3kJkg。根据公式、和，可求得q1=6536kg/h，q2=4464kg/h。29. 某空调房间的长、宽、高为5m3.3m3m，经实测室内空气温度为20，压力为101325Pa，水蒸气分压力为1400Pa，试求：室内空气的含湿量d；室内空气的比焓h；室内空气的相对湿度；室内