湿空气性质电子教案

1、工程10干燥及设备操作学习任务2干燥过程工艺参数确实定计划学时4职业能力目标专业能力社会能力方法能力.空气性质；.掌握湿焰图的构成方法；.掌握湿熔图的应用.干燥工艺参数确实定团队工作能力沟通能力小组成员的协作能力扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学 习任务工作结果的评价与反思学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的干燥任务，选择合适的干燥设备，并确定干燥设 备的各种工艺参数。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、 评估等过程完成学习任务。教学环境分析石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工 单元操作学习光盘、学习软件、可以上网

2、查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等教学方法采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用 任务驱动法实施工作任务。教学组织分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。实施步骤资讯湿空气的性质和湿度图一、湿空气的性质湿空气是干空气和水汽的混合物。由于干燥操作的压力较低，故湿空气通常作为理想气体来处理。 在干燥过程中，湿空气中的水汽量是不断变化的，而其中绝干空气作为湿和热的载体，其质量是不变的, 故在讨论湿空气的性质和干燥过程计算时常取干空气作为物料

3、基准。.湿空气中的水汽分压，卬湿空气中的水汽在保持与湿空气相同的温度下，单独占据湿空气的容积时所产生的压力，称为湿空 气中水汽的分压力。用Pw表示。根据道尔顿分压定律，湿空气的总压力P与水汽分压力P卬及绝干空 气分压力Ps的关系为P = Ps + Pw（4- 1）式中：P一湿空气的总压强，Pa；心一湿空气中干空气的分压，Pa；卬一湿空气中水汽的分压，Pa；当总压一定时，湿空气中水汽分压“卬越大，说明空气中水汽的含量越高。当水汽分压等于该空气 温度下水的饱和蒸汽压口时，说明湿空气被水汽饱和，不再具有吸收水汽的能力。故作为干燥介质的 湿空气应为不饱和空气，即水汽分压应低于同温下水的饱和蒸汽压。.湿

4、度H又称湿含量，或绝对湿度（简称湿度），指单位质量绝干空气所带有的水汽质量,单位为kg水/kg 干空气。即湿空气中水汽的质量nwMwnw TOC o 1-5 h z H = 、 . 一-= U.OZZ （4-2）湿空气中绝干空气的嘘 naMsn式中：4、卬湿空气中干空气、水汽的千摩尔数，kmol；“卬、Mg水汽和干空气的千摩尔质量，kg / kmolo常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律，式（4-2）可表示为以下关系H = 0.622 上一（3）P-Pw由式（4-3）可见，湿度H与空气的总压及其水汽分压P卬有关；当总压 一定时，H只与P卬有 关。当水汽分压Pw等于该空气温度下水的饱和

5、蒸汽压Ps时，说明湿空气被水汽饱和，不再具有吸收水H s= 0.622（4-4）P-Ps汽的能力，此时空气的湿度称为饱和湿度，用表示，式中：Hs湿空气的饱和湿度，kg水汽/kg干空气；Ps湿空气温度t下水的饱和蒸汽压，Pa0式（4-4）说明，在一定总压下，空气的饱和湿度s只取决于其温度。.相对湿度（或相对湿度百分数）指在一定总压下，湿空气中水气分压P卬与同温度下水的饱和蒸汽压Ps之比。即（p = 2x100%一5）Ps由式（4-5）可知，当卬=0时，中=0,说明该空气为干空气；当Pw=R时，5=1,说明空气 已到达饱和状态；当，卬心时，VI,为未饱和湿空气，中值越小，说明该空气偏离饱和程度越远

6、, 吸收水汽的能力越强。在一定总压P下，Pw = ”s,代入（4-3）得H = 0.622 啊P一例（4-6）式（4-6）说明，当总压P 一定时，湿空气的湿度”随空气的相对湿度中和空气的温度t而变化。.湿空气的比容0”湿空气的比容也称为湿容积，指含有1kg干空气的湿空气的体积，即1kg干空气及其所带的Hkg3水汽共同占有的总体积，其单位为加湿空气/kg干空气，即uuH =乙 + Hvw =(0.773 +1.244H)uH =乙 + uH =乙 + Hvw =(0.773 +1.244H)273+，10133xx273(4-7)即在总压P一定时，不饱和湿空气的比体积随其温度t和湿度H而变化。.

7、湿空气的比热容圆简称湿比热容，指以1kg干空气为计算基准的湿空气的比热容，即1kg干空气及其所带的Hkg水蒸 汽温度升高或降低所吸收或放出的热量，其单位为“干空气.K）,即(4-8)式中：Cg干空气的平均等压比热容，上干空气.K）；水汽的平均等压比热容，/（依水蒸汽,幻。在工程计算中，常取金和%为常数，即呢=1. 01 /（总干空气.K）,1.88/（总水蒸汽，K）,所以，湿空气的比热容为即湿空气的比热容只随空气的湿度”而变化。(4-8a)即湿空气的比热容只随空气的湿度”而变化。(4-8a)6.湿空气的焰/指以1kg干空气为计算基准的湿空气的焰，即为1kg干空气的焰与其所带的Hkg水汽的焰之和

8、, 其单位为kJ/kg干空气，即(4-9)式中：4_干空气的焰，。/（必干空气.立V水汽的焰，。/（总水蒸汽K）。通常规定0时干空气及液态水的焰为零，于是/）+ 3工式中：0时水的汽化潜热，=2492kJ/kgo于是I = （cg+cvH）t+r0H=（L01 + l.88”+ 2492”（。/人行空气）（49a）由式（4-9a）可知，湿空气的焰值随空气的温度t、湿度H而变化。7.湿空气的温度（1）湿空气的干球温度t。简称温度，是指湿空气的真实温度，可直接用普通温度计测量。（2）湿空气的露点不饱和湿空气在总压力和湿度H不变的情况下进行冷却、降温，直到到达 饱和状态时的温度称为该空气的露点。此时

9、湿空气的湿度H就是其露点下的饱和湿度“S,即h = Hs,相对湿度年=100%。可见，一定总压力下，空气的湿度H （或水蒸气分压卬）越大，那么露点力就越高。只要测出露点 温度，便可查得此温度下对应的饱和蒸汽压Ps,从而根据式（4-4）求得空气的湿度H。这是露点法 测定空气湿度的依据。反之，假设空气的湿度H,可根据式（4-4）求得饱和蒸汽压P再从水蒸气 表中查出相应的温度，即为露点。由上述可知，空气露点是反映空气湿度的一个特征温度。（3）湿空气的湿球温度几将普通温度计的感温球用湿纱布包裹，并用水保持湿纱布外表润湿，这种温度计称为湿球温度计, 如图4 6所示。湿球温度计在空气中到达稳定或平衡时的温

10、度称为该空气的湿球温度。不饱和湿空气 的湿球温度却恒低于其干球温度to0 4-6湿球温底的测湿球温度计测温原理如下：将湿球温度计置于温度为t、湿度为H的不饱和空气流中，假设开始时湿纱布的水温与湿空气的温 度t相同，空气与湿纱布上的水之间没有热量传递。由于湿纱布外表空气的湿度大于空气主体的湿度H, 因此湿纱布外表的水分将汽化到空气主体中。此时汽化水分所需潜热只能由水分本身温度下降放出的显 热供给，因此，湿纱布上的水温下降，与空气间产生了温度差，引起对流传热。当空气向湿纱布传递的 热量正好等于湿纱布外表水分汽化所需热量时，过程到达动态平衡，此时湿纱布的水温不再下降，而达 到一个稳定的温度，这个稳定

11、的温度就是该空气状态（温度为t、湿度为H）下的湿球温度。湿球温度几是湿纱布上水的温度，它由流过湿纱布的大量空气的温度t和湿度H所决定。当空气 的温度t 一定时，假设其湿度H越大，那么湿球温度几也越高；对于饱和湿空气，其湿球温度、干球温度 以及露点三者相等。因此，湿球温度是湿空气的状态参数。由上可知，在到达湿球温度几时，空气向湿纱布外表的传热速率为 = a A ）（4-10）式中：传热速率，kW;a空气与湿纱布外表间的对流给热系数，W/(加2七)；A湿纱布的外表积，加湿纱布外表水分向空气的传质速率为式中：w水分的传质速率，g/(%.e)；%一一以湿度差为推动力的传质膜系数，”仪(加2 *)；Hw

12、 湿空气在温度为口下的饱和湿度，kg / kg；H湿空气的湿度，kg / kgo单位时间水自湿纱布外表汽化所需热量为QWArw = kH(Hw-H)Arw(*式中：%水在卬下的汽化潜热，kJ / kgo由于到达平衡时，空气向湿纱布外表的传热速率等于水自湿纱布外表汽化所需传热速率，由(4-10)、 (411)和(412)可得tw = t曰气w - H)整理上式得：a(4-13)当空气流速足够大且温度不太高时，可以认为湿空气流与湿纱布外表间的传热、传质均以对流方式 为主，人”与a为通过同一气膜的传质系数与对流给热系数。实验说明，Z，与a都与气流Re数的0. 8 次方成正比，因而/a值与流速无关，只

13、与物性有关。对于空气一水系统，仁1.09。可见， 湿球温度是湿空气的温度t与湿度H的函数。在一定的压强下，只要测出湿空气的t和几，就可根据 式(4-13)确定湿度。测定湿球温度时，空气的流速应大于5m/s,以减小热辐射和导热的影响，使测 量结果精确。实施步骤I计划与决策.引导学生熟悉“学生学习手册4-2中的“一”，并完成学习手册中“二”项的“(一)”内容。接受任务完成基础知识学习.监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划对学习进行决策制定学习计划（提交计划，组长汇报）对学员的计划进行可行性分析实施步骤学习工作任务的实施教学组织教学内容教学过程设计及时间分配.各组介绍准备情况.分四组进行生产工艺参数确定训练.各组指派一名同学介绍本组任务的完成情况，进 行考核