02机工社 通风工程学(第2版)=第02章

2.1

湿空气的物理性质2.2湿空气的焓湿图2.3湿球温度与露点温度2.4焓湿图的应用第2章湿空气的物理性质及其焓湿图9/18/202312.1湿空气的物理性质空气的组成湿空气：由干空气和一定量的水蒸气混合而成的大气。干空气的成分：主要是氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）、二氧化碳（CO2）及其它微量气体；多数成分如氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）的含量比较稳定，少数成分如二氧化碳（CO2）的含量随季节变化有所波动，但从总体上可将干空气作为一个稳定的混合物来看待。标准组成：标准状态下（压力为101325Pa，温度为20℃，即293.15K时）的清洁干空气成分。

9/18/20232压力多组分混合气体的压力等于各组分气体的分压力之和，又称为道尔顿定律。即：9/18/20233比容密度在标准条件下（干空气的密度，压力为101325Pa，温度为20℃，即293.15K时），湿空气的密度则取决于Pq值的大小。比容9/18/20234湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和。湿空气的主要参数及其确定法由于ρq值相对于ρg值而言数值较小，因此，湿空气的密度比干空气密度小，在实际计算时可近似取ρ＝1.2kｇ／m3。湿空气密度是一个与温度和水蒸气分压力有关的物理量，当温度、压力不变时，湿空气的密度小于干空气的密度，湿空气比干空气轻，湿空气的密度随着水蒸气分压力的增大而减小。9/18/20235拥有1kg干空气的湿空气中所拥有的水蒸汽的质量。湿空气的含湿量d9/18/20236绝对湿度：单位体积的湿空气中所含有的水蒸气的质量，kg/m3；饱和绝对湿度：单位体积的湿空气在饱和状态时所能容纳的水蒸气的最大质量，kg/m3；相对湿度：同温度下，湿空气的绝对湿度与饱和绝对湿度的比值。湿度9/18/20237湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系9/18/20238一定状态下，湿空气的内能与流动功之合称为焓，含有1kg干空气的湿空气的焓称为比焓。湿空气的焓等于1kg干空气的焓加上与其同时存在的kg水蒸汽的焓，即湿空气的焓9/18/202392.2湿空气的焓湿图焓湿图坐标的选定常用的湿空气性质图是以i与d为坐标的焓湿图（i—ｄ图）。在一定的大气压力条件下，以焓为纵坐标，含湿量d为横坐标，取两坐标轴之间的夹角等于或大于135°。确定坐标比例后，就可以在图上绘出一系列与纵坐标平行的等含湿量线和与横坐标平行的等焓线。在实际使用中，为避免图面过长，常将取一水平线代替实际的含湿量线。在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上，进一步确定等温线、等相对湿度线、水蒸汽分压力标尺及热湿比等。9/18/202310根据公式h＝1.0lt+(2500+1.84t)d当t＝常数时，h＝a+bd为直线形式，因此只须给定两个值，即可确定一条等温线。改变t的值，可绘制相应的等温线。等温线9/18/202311根据公式，在大气压力P一定时，取相对湿度φ为常数，则含湿量d取决于饱和水蒸气分压力Pqb，而Pqb又是温度t的单值函数。在某一等温线上，取定φ、Pqb，代入上式计算得d值，在该等温线上找到t、d对应的点。同理，在一系列等温线上得到一系列的点，这些点的连线即为等相对湿度线。φ＝0的线即为d＝0的纵坐标线，φ＝100%的相对湿度线就是饱和湿度线。以等相对湿度线φ＝100%为界，将焓湿图分为两个区：在φ＝100%线的左上方，φ<100%，为湿空气未饱和区，即正常状态区；在φ＝100%线的右下方，φ>100%，为过饱和区，即不稳定区，水蒸气凝结，产生雾，又称“有雾区”。等相对湿度线9/18/202312当大气压力P一定时，水蒸汽分压力Pq

就是含湿量d的单值函数，给定不同的d值，即可求得对应的Pq值。在i-d图上，取一横坐标表示水蒸汽分压力值，则如图2-2所示。水蒸汽分压力线9/18/202313湿空气的焓变化与含湿量变化的比值。热湿比线9/18/202314若在i-d图上，湿空气由有A状态变化到B状态，则由A至B的热湿比为9/18/202315通风空调中，如一定质量状态为A的湿空气，其热量变化值±Ｑ和湿量变化值±W为已知，则其热湿比为9/18/202316焓湿图随大气压力的变化9/18/2023172.3湿球温度与露点温度湿球温度

湿球温度：用湿纱布包裹温度计的感温包，测出的温度。在理论上，湿球温度是在定压绝热条件下，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。绝热加湿小室9/18/202318由于小室为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，忽略1、2两断面间的摩擦阻力，其稳定流动能量方程式为：9/18/202319在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。空气的饱和含湿量随温度的下降而减小，在i-d图上（见图2-2），把未饱和的A状态湿空气湿沿等含湿量d线冷却向下与＝100%线交点的温度即为该状态空气的露点温度，该饱和点即为露点。空气的露点温度9/18/2023202.4焓湿图的应用

湿空气状态变化过程在i-d图上的表示

湿空气的等湿加热过程湿空气的等湿冷却过程等焓加湿过程等焓减湿过程等温加湿过程9/18/2023212.4焓湿图的应用不同状态空气的混合态在i-d图上的确定。两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后的状态为C。9/18/202322混合后的状态为C→→9/18/202323在i-d图上（见图2-2）表示出A、B两状态点，假定Ｃ点为混合态，A→C与C→B具有相同的斜率。因此，A、C、B在同一直线上。同时，混合态C将线分为两段，即AC与CB，且9/18/2023249/18/202325两种不同状态空气