湿空气的物理性质及其焓湿图37096

1、章湿空气的物理性质及其焓湿图主要内容主要内容第一节 湿空气的物理性质 1第二节 湿空气的焓湿图 23第三节 湿球温度与露点温度 2第四节 焓湿图的应用 47、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。、大气的组成成分：水蒸气、氧气、二氧化碳等。 、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的、干空气：由各种气体成分组成，空调中视为稳定的混合物。混合物。 、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工、湿空气：由干空气和一定量的水蒸气组成，空调工程中称其为湿空气。程中称其为湿空气。 注注 意意 空气环境内的空气成分和人们平时说的空气环境内的空气成分和人们平时说的“空空气气”，实际是干空气加水蒸气

2、，即湿空气，实际是干空气加水蒸气，即湿空气 。第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质一、湿空气一、湿空气4、湿空气的相关概念、湿空气的相关概念干空气干空气、饱和空气、饱和空气、未饱和空气未饱和空气；湿度（绝对湿度、；湿度（绝对湿度、相对湿度相对湿度、含湿量）；、含湿量）；比焓比焓（换热器中热量）；密（换热器中热量）；密度和比容；度和比容；露点温度露点温度（露点温度和机器露点温度）；（露点温度和机器露点温度）；湿球温度湿球温度第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质 c c、满足理想气体的状态方程与道尔顿定律、满足理想气体的状态方程与道

3、尔顿定律 m m 干空气：干空气：g gm mg gg g 水蒸汽：水蒸汽：q qm mq qq q g gq q b b、水蒸气数量微小，分压力很低，比容很大，且处于水蒸气数量微小，分压力很低，比容很大，且处于过热状态，因此可以当作理想气体来处理。过热状态，因此可以当作理想气体来处理。理论基础：湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境理论基础：湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。

4、 a、在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理、在常温常压下，湿空气可视为理想气体。可以用理想气体状态方程描述其状态参数。想气体状态方程描述其状态参数。第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质二、湿空气状态参数二、湿空气状态参数3 3、湿空气的含湿量、湿空气的含湿量d d 湿空气中的水蒸汽密度与干空气密度之比。湿空气中的水蒸汽密度与干空气密度之比。 qqgqpggpgqPBPPPPRPRd622. 0622. 0(Kg/Kg(Kg/Kg干干) )第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质1 1、压力、压力2 2、温度、温度4 4、相对湿度、相对湿度 饱和含湿量饱和含湿量 在一定温

5、度下，饱和空气中的水蒸在一定温度下，饱和空气中的水蒸汽量已达到了最大限度，不再具有吸湿能力，即为汽量已达到了最大限度，不再具有吸湿能力，即为该温度下湿空气的饱和含湿量该温度下湿空气的饱和含湿量db。潮湿能力比较潮湿能力比较t120，d114.7g/kg干空气干空气， d1b 14.7g/kg干空气干空气t230，d220g/kg干空气干空气， d2b 27g/kg干空气干空气第一种状态的湿空气第一种状态的湿空气是否比是否比第二种状态的湿空气第二种状态的湿空气潮潮湿湿？第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质4 4、相对湿度、相对湿度 湿空气湿空气的水蒸汽压力与同温度下的的水蒸汽压力与同温

6、度下的饱和湿空气饱和湿空气的水蒸汽的水蒸汽压力压力之比；它表之比；它表征湿空气中水蒸汽接近饱征湿空气中水蒸汽接近饱和含量的程度。和含量的程度。 %100.bqqPP湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导: qqpBpd622. 0bqbqPBP.622. 0bqbqbPBPd.622. 0%100)()(.bqqbPBPBdd第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质5 5、湿空气的焓、湿空气的焓i i 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因此可因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。

7、 干空气的焓干空气的焓 tCigpg.水蒸汽的焓水蒸汽的焓 tCiqpq.2500 +（1+d）千克湿空气的焓为）千克湿空气的焓为 注意：湿空气的注意：湿空气的t、d、和和i四个物理量都是独立的状态参数四个物理量都是独立的状态参数或dtdi2500)84. 101. 1 (+)84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCiqpgp+第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质6 6、湿空气的密度、湿空气的密度 单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度 湿空气的密度干空气密度 +水蒸气密度 TPTBTRPTRPqqqggqg00132. 000348. 0+一般取一般取 =1.2

8、Kg/m=1.2Kg/m3 3第一节第一节 湿空气的物理性质湿空气的物理性质 在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及在空气调节中，经常需要确定湿空气的状态及其变化过程。其变化过程。 确定方法有：确定方法有：按公式计算；查表；查焓湿图。按公式计算；查表；查焓湿图。 焓湿图的作用：焓湿图的作用：简化计算；直观描述湿空气状简化计算；直观描述湿空气状态变化过程。态变化过程。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图 为了简化工程计算，发展了湿空气参数的图解表示法，并被称为焓湿图。 Richard Molllier首先使用了这种用比焓作为坐标的图表。 ASHRAE 已经建立了五种Mollier型图，这

9、些图覆盖了需要的各种参数的范围。 焓湿图1a、1b、1Ha和1Hb 适用于海平面；海拔高度用英制单位和 SI单位表示分别为5000ft(150Om)情况下的数据。ASHRAE 图 1 覆盖了标准大气压力下各种参数的正常范围。这些图都基于精确的数据，与理想气体方程吻合得很好。 PSYCH的计算机程序可以进行大量更普通的工程计算。 第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图 湿空气的状态取决于温度湿空气的状态取决于温度t t、含湿量、含湿量d d和大气压和大气压力力B B三个基本状态参数。三个基本状态参数。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图 i-d图以图以i为纵

10、坐标，含湿量为纵坐标，含湿量d为横坐标在一定的大气为横坐标在一定的大气压压P下绘制而成的（不同大气压下绘制而成的（不同大气压i-d图不同），两坐标间图不同），两坐标间的夹角为的夹角为135。 其构成包括：等焓线其构成包括：等焓线 、等含湿量线、等含湿量线 、等温线等温线 、等相对湿度线、等相对湿度线 、等水蒸汽分压线、等水蒸汽分压线 和热湿比线。和热湿比线。15 焓湿图1、等、等i线及等线及等d线线 2、等温线、等温线 1.01t(25001.84t)d abd 3、水蒸气分压力标尺、水蒸气分压力标尺 Pq qBd/(0.622d)f (d) 4、等相对湿度线、等相对湿度线 Pq,bq,bf

11、(t) Pq q Pq,b q,b 截距截距斜率斜率第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图5 5、热湿比线、热湿比线 B100%WQGdGididdiiABABdAdBAiAiB空气状态变化在空气状态变化在i-d图上的表示图上的表示第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图 理论上理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿，湿球温度是指在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。 设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时

12、间，空设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间，空气以气以P，t1，d1，i1状态流入，以饱和状态状态流入，以饱和状态P， t t2，d d2，i i2流出，由于小室为绝热的流出，由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为：，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为： i1（d2d1）iw/1000i2 iw4.19tw （i2i1）/（d2d1）1000 4.19t4.19tw 在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温度等于水温，即度等于水温，即t t2t tw，所以，满足上述各式，所以，满足上

13、述各式的的t t2或或t tw即为进口空气状态的绝热饱和温度，即为进口空气状态的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。也称热力学湿球温度。 1 1、热力学湿球温度、热力学湿球温度湿球温度的概念在空气调节中湿球温度的概念在空气调节中至关重要至关重要第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度一、湿球温度一、湿球温度在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。在工程上，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。 2 2、等湿球温度线、等湿球温度线第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度1、已知大气压力B=0.1MPa，空气温度t1=18， =50%，空气吸收了热量Q=14000kJ/h和湿

14、量W=2kg/h后，温度为t2=25，利用h-d图，求出状态变化后空气的其他状态参数 ，h2，d2各是多少？2、已知大气压力为101325Pa，空气状态变化前的干球温度t1=20，状态变化后的干球温度t2=30，相对湿度 =50%，状态变化过程的角系数 。试用h-d图求空气状态点的各参数 、h1、d1各是多少？3、已知空气干球温度为24，湿球温度16，如何利用焓湿图确定空气状态点？ 1221kJ/kg5000例题例题第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度 利用普通水银温度计，将利用普通水银温度计，将其球部用湿纱布包敷，则成其球部用湿纱布包敷，则成为湿球温度计，纱布纤维的为湿球温度计

15、，纱布纤维的毛细作用，能从盛水容器内毛细作用，能从盛水容器内不断地吸水以湿润湿球表面，不断地吸水以湿润湿球表面，因此，湿球温度计所指示的因此，湿球温度计所指示的温度值实际上是球表面水的温度值实际上是球表面水的温度。温度。 3 3、湿球温度计、湿球温度计第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度 空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数，空气的露点温度也是湿空气的一个状态参数， 它与它与P Pq q和和d d相关，因而不是独立参数。湿空气的露点温度定义为在含湿量相关，因而不是独立参数。湿空气的露点温度定义为在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。在不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度

16、。在idid图上图上( (见图见图1-12)1-12)，A A状态湿空气的露点温度即由状态湿空气的露点温度即由A A沿等沿等d d线向下与线向下与 =100%=100%轴线交点的温轴线交点的温度。显然当度。显然当A A状态湿空气被冷却时状态湿空气被冷却时( (或与某冷表面或与某冷表面接触时接触时) )，只要湿空气温度大于或等于其露点温度，只要湿空气温度大于或等于其露点温度， 则不会出则不会出现结露现象。因此，湿空气的露点温度也是判断是否结露的判现结露现象。因此，湿空气的露点温度也是判断是否结露的判据。据。 二、露点温度二、露点温度第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度 空气的湿球温

17、度和露点温度空气的湿球温度和露点温度第三节第三节 湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度空气的焓湿图的应用空气的焓湿图的应用第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用1.确定空气状态参数确定空气状态参数 2.表示空气的处理过程表示空气的处理过程(湿空气状态变化过程和不湿空气状态变化过程和不同状态空气混合过程同状态空气混合过程) 3.确定空气露点温度和湿球温度确定空气露点温度和湿球温度一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示一、湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示 1 1、湿空气的加热过程、湿空气的加热过程 利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气加热，利用热水、蒸汽及电能等热源，通过热表面对湿空气

18、加热，则其温度增高而含湿量不变。则其温度增高而含湿量不变。A AB B, ,t0,i0,d=0t0,i0,d=0, , 。 处理设备：处理设备：( (电电) )空气加热器空气加热器2 2、湿空气的等湿冷却过程、湿空气的等湿冷却过程 利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等利用冷媒通过金属等表面对湿空气冷却，在冷表面温度等于于或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结，因或大于湿空气的露点温度时，空气中的水蒸气不会凝结，因此其含湿量不变而温度降低。此其含湿量不变而温度降低。A AC C, ,t0,i0,d=0t0,i0, t0, t0, i=0 处理设备：喷水室处理设备：喷水室4

19、、湿空气的等焓减湿过程、湿空气的等焓减湿过程 利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸利用固体吸湿剂干燥空气时，湿空气的部分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降低，温度升高，其过程（过程（AD）近似于等焓降湿过程。）近似于等焓降湿过程。 AD: d0, i=0 AD: d0, i=0 处理设备：固体吸湿剂处理设备：固体吸湿剂 第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用5 5、湿空气的等温加湿过程、湿空气的等温加湿过程 向空气中喷干蒸汽，其热湿比向空气中喷干蒸汽，其热湿比 i iq q250025001.84t1.84tq q，对

20、，对于于低压蒸汽低压蒸汽250025001.84t1.84t，即该过程，即该过程（A AF F）近似于等温加近似于等温加湿过程。湿过程。 AF: d0, i0, t=0 AF: d0, i0, t=0 处理设备：蒸汽加湿器，喷水室处理设备：蒸汽加湿器，喷水室6 6、湿空气的等温减湿过程、湿空气的等温减湿过程 AH: d0, i0, t=0 AH: d0, i0, t=0 处理设备：液体吸湿剂处理设备：液体吸湿剂 7 7、湿空气的冷却去湿过程、湿空气的冷却去湿过程 使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不使湿空气与低于其露点温度的冷表面接触，则湿空气不仅降仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（温而且脱水，因此可实现冷却干燥过程（A AG G）。）。 AG: t0, i0, d0 AG: t0, i0, d0 处理设备：表面式冷却器，喷水室处理设备：表面式冷却器，喷水室第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用图图1-131-13几种典几种典型的湿型的湿空气状空气状态变化态变化过程过程电加热器电加热器表面式冷却器表面式冷却器固体吸湿剂固体吸湿剂表面式冷却器表面式冷却器冷媒冷媒冷媒冷媒凝结水凝结水蒸汽蒸汽几种典型的空气处理过程几种典型的空气处理过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用二、不同状态空气的混合态在二、