1、1濕空氣的物理性質(zhì)和濕空氣的物理性質(zhì)和h-d圖的應(yīng)用圖的應(yīng)用2021-11-292濕空氣的概念濕空氣的概念濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖濕球溫度及露點(diǎn)溫度濕球溫度及露點(diǎn)溫度焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容31. 濕空氣的概念濕空氣的概念 什么是濕空氣什么是濕空氣? ? 大氣干空氣水蒸氣大氣干空氣水蒸氣 常溫常壓下濕空氣可看作是理想氣體常溫常壓下濕空氣可看作是理想氣體: : 水蒸氣是過熱狀態(tài)，分子無體積，分子間無水蒸氣是過熱狀態(tài)，分子無體積，分子間無內(nèi)聚力內(nèi)聚力: (: (P P 10 MPa) PV=RT10 MPa) PV=RT 大氣壓隨

2、海拔高度變化大氣壓隨海拔高度變化 海平面：海平面： B = 101325 Pa = 1.01325 BarB = 101325 Pa = 1.01325 Bar， 飽和水蒸氣分壓力一般為飽和水蒸氣分壓力一般為10001000-2000 Pa-2000 Pa 4 大氣由一定量的干空氣和一定量的水大氣由一定量的干空氣和一定量的水蒸氣混合而成，我們稱其為濕空氣。蒸氣混合而成，我們稱其為濕空氣。 注注 意意空氣環(huán)境內(nèi)的空氣成分和人們空氣環(huán)境內(nèi)的空氣成分和人們平時(shí)說的平時(shí)說的“空氣空氣”，實(shí)際是干，實(shí)際是干空氣加水蒸氣，即濕空氣空氣加水蒸氣，即濕空氣 。1. 濕空氣的概念濕空氣的概念5壓壓 力力 密密

3、度度含含 濕濕 量量相相 對(duì)對(duì) 濕濕 度度焓焓由于空氣和水蒸汽所組成的濕空氣也由于空氣和水蒸汽所組成的濕空氣也應(yīng)遵循理想氣體的變化規(guī)律應(yīng)遵循理想氣體的變化規(guī)律基基本本參參數(shù)數(shù)TmRPVg或TRPvg2. 濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)R Rg g=287 J=287 J(kg(kgK)K) R Rq q46l46l J J(kg(kgK)K) 6由道爾頓分壓定律由道爾頓分壓定律 1niipp濕空氣的總壓力為濕空氣的總壓力為P PqgPPP或或qgPPB水蒸汽分壓力大小直接反映了水蒸水蒸汽分壓力大小直接反映了水蒸汽含量的多少汽含量的多少 從氣體分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)來看從氣體分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)

4、來看 壓力壓力7濕空氣的密度干空氣密度濕空氣的密度干空氣密度+ +水蒸氣密度水蒸氣密度 0.003480.00134gqqgqgqPPPBR TR TTT密度密度 ：?jiǎn)挝蝗莘e的濕空氣所具有的質(zhì)量：?jiǎn)挝蝗莘e的濕空氣所具有的質(zhì)量密度密度8gqmmd由由V Vg g=V=Vq q=V T=V Tg g=T=Tq q=T =T ，以及，以及R Rg g=287 J=287 J(kg(kgK)K) R Rq q46l46l J J(kg(kgK)K) gqgqgqqgpppppRpRd622.0461287當(dāng)大氣壓力當(dāng)大氣壓力B B一定時(shí)，水汽分壓力一定時(shí)，水汽分壓力 只取只取決于含濕量決于含濕量d d

5、 qP含濕量：含有含濕量：含有1kg1kg干空氣中的濕空氣所帶干空氣中的濕空氣所帶有的水蒸氣的質(zhì)量有的水蒸氣的質(zhì)量含濕量含濕量9濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下飽和濕空濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下飽和濕空氣的水蒸氣氣的水蒸氣壓力壓力之比之比 ，表明濕空氣的飽，表明濕空氣的飽和程度和程度%100.bqqPP空氣溫度與飽和水蒸汽壓力及飽和含濕量的空氣溫度與飽和水蒸汽壓力及飽和含濕量的關(guān)系如下表關(guān)系如下表2.12.1：相對(duì)濕度相對(duì)濕度10濕空氣的相對(duì)濕度與含濕量之間的關(guān)系可濕空氣的相對(duì)濕度與含濕量之間的關(guān)系可導(dǎo)出：導(dǎo)出： qqpBpd622. 0%100)()(.bqqbPBPBdd%100.bqqPP

6、bqbqPBPd.622. 0bqbqbPBPd.622. 0(1)(2)(1)(2)11（1+d1+d）千克濕空氣的焓為）千克濕空氣的焓為 或干空氣的焓干空氣的焓+ +水蒸汽的焓水蒸汽的焓 焓焓)84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCigpgphtCigpg.hgtCtCigpqpq.2500 hqdtdi2500)84. 101. 1 (h12 干空氣的定壓比熱干空氣的定壓比熱: : C Cp,gp,g=1.01 kJ/(kg=1.01 kJ/(kg) 水蒸汽的定壓比熱水蒸汽的定壓比熱: : C Cp,qp,q=1.84 kJ/(kg=1.84 kJ/(kg) 式中式

7、中25002500為為t=0 t=0 時(shí)水蒸汽的汽化潛時(shí)水蒸汽的汽化潛熱熱 例題例題焓焓13例題例題 1 1、已知大氣壓力為、已知大氣壓力為101325Pa101325Pa，溫度，溫度t=20t=20C C。（。（1)1)求干空氣的密度；（求干空氣的密度；（2 2）求相對(duì)濕度為求相對(duì)濕度為90%90%時(shí)的濕空氣密度。時(shí)的濕空氣密度。14解答：解答： （1 1）、已知干空氣的氣體常數(shù)）、已知干空氣的氣體常數(shù)R=287J/(kgR=287J/(kgK),K),此時(shí)干空氣壓力即為大氣此時(shí)干空氣壓力即為大氣壓力壓力B B，所以，所以31013250.003480.003481.204/287293gB

8、Bkg mTT15（2 2）、由表）、由表2.12.1查，查，2020C C的水蒸汽飽和壓力的水蒸汽飽和壓力為為P Pq.bq.b=2331Pa=2331Pa。則由。則由%100.bqqPP3/195. 129323319 . 000134. 0293101325003484. 0mkgTPTBqqg00134. 0003484. 016 2 2、試求例一（、試求例一（2 2）中空氣的含濕量及焓）中空氣的含濕量及焓值值 17由：由： )84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCigpgp或dtdi2500)84. 101. 1 (焓焓 bqbqPBPd.622. 0解答：解答

9、： 含濕量含濕量 183. 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖 濕空氣的焓濕濕空氣的焓濕圖是在不同的圖是在不同的大氣壓力大氣壓力B B下，下，縱坐標(biāo)是其焓縱坐標(biāo)是其焓值，橫坐標(biāo)是值，橫坐標(biāo)是含濕量值含濕量值 。19qP（10 Pa）d0102030500030002000100006000-2000等焓線等焓線等濕線等濕線等干球溫等干球溫線線等相對(duì)濕度線等相對(duì)濕度線3. 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖20熱濕比：濕空氣的焓變化與含濕熱濕比：濕空氣的焓變化與含濕量變化之比（量變化之比（kJ/kgkJ/kg）3. 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖dih21 一般的，若在一般的，若在h-dh-d圖上有圖上有A

10、A、B B兩狀兩狀態(tài)點(diǎn)則由態(tài)點(diǎn)則由A A至至B B的熱濕比，則為：的熱濕比，則為：1000ABABiiddAdBd3. 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖hAhBhA-hB22 例題：已知大氣壓例題：已知大氣壓B=101325PaB=101325Pa，濕空氣，濕空氣的初參數(shù)的初參數(shù)t tA A=20=20C C，A A=60%=60%，當(dāng)加入，當(dāng)加入10000KJ/s10000KJ/s的熱量和的熱量和0.2kg/s0.2kg/s濕量后，溫濕量后，溫度度t tB B=28=28C C，求濕空氣的終狀態(tài)，求濕空氣的終狀態(tài)23 濕球溫度濕球溫度( (Wet bulb temperature)Wet bul

11、b temperature) ：在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達(dá)到穩(wěn)定熱濕平衡時(shí)的絕熱飽和溫度，達(dá)到穩(wěn)定熱濕平衡時(shí)的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度。也稱熱力學(xué)濕球溫度。 即近似即近似等焓等焓變化變化4. 濕球溫度及露點(diǎn)溫度濕球溫度及露點(diǎn)溫度24簡(jiǎn)言之，露點(diǎn)溫度就是當(dāng)濕空氣下簡(jiǎn)言之，露點(diǎn)溫度就是當(dāng)濕空氣下降到一定溫度，有降到一定溫度，有凝結(jié)水凝結(jié)水出現(xiàn)時(shí)的溫出現(xiàn)時(shí)的溫度。度。 4. 濕球溫度及露點(diǎn)溫度濕球溫度及露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度( (dew point temperature)dew point temperature)：濕空氣冷卻到相對(duì)濕度濕空氣冷

12、卻到相對(duì)濕度=100%=100%時(shí)的溫時(shí)的溫度。度。25 空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度4. 濕球溫度及露點(diǎn)溫度濕球溫度及露點(diǎn)溫度h265. 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用 濕空氣的焓濕圖不僅能表示其狀態(tài)和各濕空氣的焓濕圖不僅能表示其狀態(tài)和各狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)還能表示濕空氣狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)還能表示濕空氣狀態(tài)的變化過程，并能方便地求得兩種或多種變化過程，并能方便地求得兩種或多種濕空氣的混合狀態(tài)。濕空氣的混合狀態(tài)。濕空氣的加熱過程濕空氣的加熱過程 濕空氣濕空氣狀態(tài)變狀態(tài)變化過程化過程 等焓減濕過程等焓減濕過程等焓加濕過程等焓加濕過程濕空氣的冷卻過程濕空氣的冷卻過程27變化過程的特征變化

13、過程的特征表表濕空氣的加熱過程濕空氣的加熱過程濕空氣的冷卻過程濕空氣的冷卻過程等焓減濕過程等焓減濕過程等焓加濕過程等焓加濕過程ABA B A C CEA E A D D等溫加濕過程等溫加濕過程A F冷卻除濕過程冷卻除濕過程A G多變過程多變過程 FG 28象象 限限 熱濕比熱濕比狀態(tài)參數(shù)變狀態(tài)參數(shù)變化趨勢(shì)化趨勢(shì)過程特征過程特征hdt0 增焓增濕增焓增濕0 減焓，減濕減焓，減濕0 減焓，增濕，降溫減焓，增濕，降溫h-d圖中不同象限內(nèi)濕空氣狀態(tài)變化過圖中不同象限內(nèi)濕空氣狀態(tài)變化過程的特征程的特征29典型的濕空氣處理過程典型的濕空氣處理過程幾種典型的空氣處理過程幾種典型的空氣處理過程h301 1、等

14、濕加熱過程（、等濕加熱過程（A-BA-B）：電加熱器或熱）：電加熱器或熱水（蒸汽）加熱器來處理空氣水（蒸汽）加熱器來處理空氣 2 2、等濕冷卻過程、等濕冷卻過程A-CA-C：用表面冷卻器或蒸：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣發(fā)器冷卻空氣3 3、冷卻減濕過程、冷卻減濕過程 A-G A-G ：用表面冷卻器或：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣蒸發(fā)器冷卻空氣 （表冷器表面溫度低于（表冷器表面溫度低于處理的空氣露點(diǎn)溫度）處理的空氣露點(diǎn)溫度） 314 4、等溫加濕過程、等溫加濕過程 A-F A-F ：通過向空氣中：通過向空氣中噴水蒸氣或與空氣溫度相同的水而實(shí)現(xiàn)噴水蒸氣或與空氣溫度相同的水而實(shí)現(xiàn) 5 5、等焓加濕過

15、程、等焓加濕過程 A-E A-E ：采用噴水室噴：采用噴水室噴循環(huán)水對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理循環(huán)水對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理 6 6、等焓減濕過程、等焓減濕過程 A-D A-D ：用固體吸濕劑：用固體吸濕劑（硅膠或氯化鈣）處理空氣（硅膠或氯化鈣）處理空氣 32兩種或多種狀態(tài)濕空氣的混合兩種或多種狀態(tài)濕空氣的混合1 1、混合原理、混合原理濕平衡濕平衡: :熱平衡熱平衡: :CABCCABCBAddddiiiiGGhC-hBhA-hCGAhA+ GBhB= (GA + GB) hCGAdA+ GBdB= (GA + GB) dC33兩種狀態(tài)的空氣混合規(guī)律在兩種狀態(tài)的空氣混合規(guī)律在i-d圖的表示圖的表示ACBCd

16、AhAdBhBhCdCBA34 例題：已知例題：已知G GA A=2000kg/h,t=2000kg/h,tA A=20=20C, C, A A=60%,G=60%,GB B=500kg/h,t=500kg/h,tB B=35=35C C， B B=80%,=80%,求混合后空氣狀態(tài)求混合后空氣狀態(tài)（B=101325PaB=101325Pa）35 例題：某空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)和部分室內(nèi)例題：某空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)和部分室內(nèi)回風(fēng)混合處理后送入空調(diào)房間，已知大回風(fēng)混合處理后送入空調(diào)房間，已知大氣壓力氣壓力B=101325PaB=101325Pa，回風(fēng)量，回風(fēng)量G Ga a=10000kg/h,=10000

17、kg/h,回風(fēng)溫度回風(fēng)溫度t ta a=20=20， =60%。新風(fēng)量。新風(fēng)量G Gb b=2500kg/h=2500kg/h，新風(fēng)溫度，新風(fēng)溫度t tb b=35=35， =80%。試確定空氣的混合。試確定空氣的混合狀態(tài)點(diǎn)狀態(tài)點(diǎn)C C點(diǎn)。點(diǎn)。36中、俄使用的中、俄使用的i-d圖圖37西歐、美、日等國(guó)使用的焓濕圖西歐、美、日等國(guó)使用的焓濕圖38練習(xí)思考題練習(xí)思考題1 1、已知濕空氣的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)（比如溫已知濕空氣的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)（比如溫度），度）， 能不能確定其他參數(shù)？能不能確定其他參數(shù)？2 2、 焓濕圖有幾條主要參數(shù)線？分別表示焓濕圖有幾條主要參數(shù)線？分別表示哪一個(gè)物理量？試?yán)L出簡(jiǎn)單的焓濕圖。哪一個(gè)物理量？試?yán)L出簡(jiǎn)單的焓濕圖。3 3、熱濕比有什么物理意義？為什么說在、熱濕比有什么物理意義？為什么說在焓濕圖的工程應(yīng)用中熱濕比起到至關(guān)重要焓濕圖的工程應(yīng)用中熱濕比起到至關(guān)重要的作用的作用? ?