暖通空調(diào)涵濕圖講座

暖通空調(diào)課程講座

焓濕圖一、空氣的組成干空氣的成分：主要成分是氮（N2）和氧（O2）。干空氣中N2的體積分數(shù)約為78%；O2的體積分數(shù)約為21%；其余的1%左右時其他氣體。濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸氣混合而成的大氣。大氣中的水蒸氣含量是不多的，它與干空氣的質(zhì)量比在千分之幾到千分之二十幾的范圍內(nèi)。雖然濕空氣中水蒸氣的含量少，但其變化會引起濕空氣干、濕度變化，進而對人體感覺、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝過程和設(shè)備維護等都有直接影響：同時，濕空氣中水蒸氣含量的變化又會使?jié)窨諝獾奈锢硇再|(zhì)隨之變化。因此，從空氣調(diào)節(jié)的角度來說，空氣的潮濕程度是我們十分關(guān)心的問題。二、

濕空氣的物理性質(zhì)

濕空氣的物理性質(zhì)除和它的組成成分有關(guān)外，還決定于它所處的狀態(tài)。濕空氣的狀態(tài)通?？梢杂脡毫、溫度t、相對濕度φ、含濕量d及比焓h等參數(shù)來度量和描述。這些參數(shù)稱為濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。一、空氣的壓力根據(jù)道爾頓分壓力定律：混合氣體總壓力等于各組成氣體分壓力之和。濕空氣的總壓力就等于干空氣分壓力和水蒸氣分壓力之和，

即：p=pg+ps。

濕空氣中含水蒸氣的分壓力大小，是衡量濕空氣干燥與潮濕程度的基本指標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力是p=101325Pa。道爾頓氣體分壓定律在任何容器內(nèi)的氣體混合物中，如果各組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則每一種氣體都均勻地分布在整個容器內(nèi)，它所產(chǎn)生的壓強和它單獨占有整個容器時所產(chǎn)生的壓強相同。也就是說，一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強僅與溫度有關(guān)。例如，零攝氏度時，1mol氧氣在22.4L體積內(nèi)的壓強是101.3kPa。如果向容器內(nèi)加入1mol氮氣并保持容器體積不變，則氧氣的壓強還是101.3kPa，但容器內(nèi)的總壓強增大一倍?？梢?，1mol氮氣在這種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強也是101.3kPa。道爾頓（Dalton）總結(jié)了這些實驗事實，得出下列結(jié)論：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于它單獨占有整個容器時所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強等于其中各氣體分壓之和，這就是氣體分壓定律（lawofpartialpressure）。

二、空氣的溫度干球溫度：是溫度計在普通空氣中所測出的溫度，即我們一般天氣預(yù)報里常說的氣溫。濕球溫度：指同等焓值空氣狀態(tài)下，空氣中水蒸汽達到飽和時的空氣溫度，在空氣焓濕圖上是由空氣狀態(tài)點沿等焓線下降至100%相對濕度線上，對應(yīng)點的干球溫度。露點溫度：在含濕量不變的條件下冷卻空氣，一直冷卻到空氣中的水蒸氣開始凝結(jié)成水的那一時刻的溫度。在冬天的玻璃窗上或夏季的自來水管上常常可以看到有凝結(jié)水或露水存在。這一現(xiàn)象可以用露點溫度形成來解釋。干濕球濕度計：是測定氣溫、氣濕的一種儀器。由兩支規(guī)格完全相同的溫度計組成，一支稱為干球溫度計，其溫泡暴露在空氣中，用以測量環(huán)境溫度；另一支稱為濕球溫度計，其溫泡用特制的紗布包裹起來，并設(shè)法使紗布保持濕潤，紗布中的水分不斷向周圍空氣中蒸發(fā)并帶走熱量，使?jié)袂驕囟认陆?。水分蒸發(fā)速率與周圍空氣含水量有關(guān)，空氣濕度越低，水分蒸發(fā)速率越快，導(dǎo)致濕球溫度越低。可見，空氣濕度與干濕球溫差之間存在某種函數(shù)關(guān)系。干濕球濕度計就是利用這一現(xiàn)象，通過測量干球溫度和濕球溫度來確定空氣濕度的。三、含濕量含濕量d是指單位質(zhì)量干空氣中含有的水蒸汽量。單位是kg/kg（干空氣）或g/kg（干空氣）。含濕量d的數(shù)值計算：d=0.622ps/（p-ps）四、相對濕度相對濕度是空氣中水蒸氣分壓力和同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比，也稱為飽和度。相對濕度反映了濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度?？諝獾南鄬穸圈赵酱螅簿褪窃匠睗?。φ的最大值是1（或100%），這相當(dāng)于飽和空氣。如果φ=0，這表明空氣中不含水蒸氣（干空氣）。五、比焓在空氣調(diào)節(jié)工工程中，濕空空氣的狀態(tài)經(jīng)經(jīng)常發(fā)生變化化，常需要確確定狀態(tài)變化化過程內(nèi)熱量量的交換量。。從熱工基礎(chǔ)可可知，在壓力力不變化的情情況下，焓差差值等于熱交交換量。而在空氣調(diào)節(jié)節(jié)過程里，濕濕空氣的狀態(tài)態(tài)變化過程可可以看成是在在定壓下進行行的，所以能能夠用濕空氣氣狀態(tài)變化前前后的焓差值值來計算空氣氣得到或失去去的熱量。包含單位質(zhì)量量干空氣的濕濕空氣的比焓焓值h應(yīng)是h=hg+dhs=1.01t+d（2500+1.84t）或h=（1.01+1.84d）t+2500d濕空氣焓濕圖圖理論上，對于于一定的大氣氣壓，只要知知道空氣的任任意兩個參數(shù)數(shù)，就能算出出所有其他參參數(shù)。在工程程應(yīng)用中，用用公式計算和和用查表方法法來確定空氣氣狀態(tài)和參數(shù)數(shù)，比較繁瑣瑣，而且對空空氣的狀態(tài)變變化過程的分分析也缺乏直直觀的感性認認識。因此，，為了便于工工程實際應(yīng)用用，通常把一一定大氣壓力力下，各種參參數(shù)之間的相相互關(guān)系作成成線算圖來進進行計算。根根據(jù)所取坐標(biāo)標(biāo)系的不同，，線算圖也有有好幾種，國國內(nèi)常用的是是焓濕圖，簡簡稱h-d圖。這里需要強調(diào)調(diào)的是，每一一張h-d圖都是是按規(guī)規(guī)定的的大氣氣壓繪繪制的的，因因此在在計算算工作作中，，應(yīng)選選用與與要求求大氣氣壓相相符的的（或或接近近的））焓濕濕圖。。對于一一定的的大氣氣壓，，只要要知道道空氣氣的任任意兩兩個參參數(shù)，，就能能算出出所有有其他他參數(shù)數(shù)。在在工程程應(yīng)用用中，，用公公式計計算和和用查查表方方法來來確定定空氣氣狀態(tài)態(tài)和參參數(shù)，，比較較繁瑣瑣，而而且對對空氣氣的狀狀態(tài)變變化過過程的的分析析也缺缺乏直直觀的的感性性認識識。因因此，，為了了便于于工程程實際際應(yīng)用用，通通常把把一定定大氣氣壓力力下，，各種種參數(shù)數(shù)之間間的相相互關(guān)關(guān)系作作成線線算圖圖來進進行計計算。。根據(jù)據(jù)所取取坐標(biāo)標(biāo)系的的不同同，線線算圖圖也有有好幾幾種，，國內(nèi)內(nèi)常用用的是是焓濕濕圖，，簡稱稱h-d圖。濕空氣氣的濕濕度圖圖：圖上共共有五五種線線，圖圖上任任一點點都代代表一一定溫溫度t和濕度度Ｈ的濕空空氣狀狀態(tài)。。等濕度度線(等H線)：等焓線線(等I線)：等溫線線(等t線)：等相對對溫度度線（（等φ線）水蒸汽汽分壓壓線：：這里需需要強強調(diào)的的是，，每一一張h-d圖都是是按規(guī)規(guī)定的的大氣氣壓繪繪制的的，因因此在在計算算工作作中，，應(yīng)選選用與與要求求大氣氣壓相相符的的（或或接近近的））焓濕濕圖。。濕空氣氣焓濕濕圖等φ線是曲曲線等h線是傾傾斜直直線等d線是垂垂直線線等t線接近近水平平，看看似平平行，，實際際互不不平行行。最低的的一根根等φ線，其其值為為φ=100%。這條條曲線線稱為為飽和和線。。狀態(tài)態(tài)在這這條線線上的的空氣氣處于于飽和和狀態(tài)態(tài)。在在其他他φ線上的的空氣氣都是是非飽飽和的的。空空氣狀狀態(tài)不不可能能位于于飽和和線以以下的的區(qū)域域中。。濕空氣氣焓濕濕圖等φ線是曲曲線等h線是傾傾斜直直線等d線是垂垂直線線等t線接近近水平平，看看似平平行，，實際際互不不平行行。最低的的一根根等φ線，其其值為為φ=100%。這條條曲線線稱為為飽和和線。。狀態(tài)態(tài)在這這條線線上的的空氣氣處于于飽和和狀態(tài)態(tài)。在在其他他φ線上的的空氣氣都是是非飽飽和的的?？湛諝鉅顮顟B(tài)不不可能能位于于飽和和線以以下的的區(qū)域域中。。1等濕度度線(等H線)2等焓線線(等I線)3等溫線線(等t線)I=(1.88t+2490)H+1.01t當(dāng)空氣氣的干干球溫溫度t不變時時，I與H成直線線關(guān)系系，故故在I-H圖中對對應(yīng)不不同的的t，可作作出許許多等等t線。各各種種不同同溫度度的等等溫線線，其其斜率率為(1.88t+2492)，故溫溫度愈愈高，，其斜斜率愈愈大。。因此此，這這許多多成直直線的的等t線并不不是互互相平平行的的。一組與與縱軸軸平行行的直直線。。在同同一條條等H線上，，濕空空氣的的露點點td不變。。一組與與橫軸軸平行行的直直線。。在在同一一條等等I線上，，濕空空氣的的溫度度t隨濕度度H的增大大而下下降，，但其其焓值值不變變。4等相對對溫度度線（（等φ線）當(dāng)濕空空氣的的濕度度Ｈ為一定定值時時，溫溫度愈愈高，，其相相對濕濕度φ值愈低低，即即其作作為干干燥介介質(zhì)時時，吸吸收水水汽的的能力力愈強強，故故濕空空氣進進入干干燥器器之前前必須須經(jīng)過過預(yù)熱熱器預(yù)預(yù)熱提提高溫溫度，，目的的除了了提高高濕空空氣的的焓值值使其其作為為載熱熱體外外，也也是為為了降降低其其相對對濕度度而作作為載載濕體體。5水蒸汽汽分壓壓線該線表表示空空氣的的濕度度Ｈ與空氣氣中的的水蒸蒸汽分分壓pv之間關(guān)關(guān)系曲曲線。。當(dāng)濕濕空氣氣的總總壓Ｐ不變時時，水水蒸汽汽的分分壓pv隨濕度度Ｈ而而變化化。水水蒸汽汽分壓壓標(biāo)于于右端端縱軸軸上，，其單單位為為kN/m2。AEDFBCtwtd

φ=1HpI干球溫溫度t、露點點td、濕球球溫度度tw（或絕絕熱飽飽和溫溫度tas）都是是由等等t線確定定的。。根據(jù)濕濕空氣氣任意意兩個個獨立立的參參數(shù)，，就可可以在在H-I圖上確確定該該空氣氣的狀狀態(tài)點點，然然后查查出空空氣的的其他他性質(zhì)質(zhì)。非獨立立的參參數(shù)如如：td~H，p~H，td~p，tw~I，tas~I等，它它們均均在同同一等等H線或等等I線上。。濕焓圖圖的說說明與與應(yīng)用用通常根根據(jù)下下述已已知條條件之之一來來確定定濕空空氣的的狀態(tài)態(tài)點，，已知知條件件是：：0HA

φ=1ttwI1230HA

φ=1ttdI1230HA

φ=1tIφ12（１））濕空空氣的的干球球溫度度t和濕球球溫度度tw；（２））濕空空氣的的干球球溫度度t和露點點td；（３））濕空空氣的的干球球溫度度t和相對對濕度度φ。tBtABAtBtABAφ=1HI1加熱和和冷卻卻若空氣氣的溫溫度變變化范范圍在在露點點以上上，則則空氣氣中的的含水水量始始終保保持不不變，，且為為不飽飽和狀狀態(tài)，，為等等濕過過程，，過程程線為為垂直直線。。三、濕濕空氣氣的基基本狀狀態(tài)變變化過過程2冷卻減減濕BA

φ=1HIHAHB利用上上述方方法，，如果果將凝凝結(jié)出出來的的水分分設(shè)法法除去去，再再將所所得的的飽和和空氣氣加熱熱，則則不會會恢復(fù)復(fù)原來來的狀狀態(tài)，，而空空氣的的濕度度小于于原空空氣的的濕度度，即即達到到減濕濕的目目的。。上述間間壁式式冷卻卻過程程當(dāng)進進行至至露點點，空空氣即即達到到飽和和狀態(tài)態(tài)，繼繼續(xù)冷冷卻時時，水水蒸氣氣就在在冷卻卻壁面面上凝凝結(jié)出出來，，而且且溫度度不斷斷降低低，但但空氣氣始終終在飽飽和狀狀態(tài)。。3不同狀狀態(tài)空空氣的的混合合若混合合后的的空氣氣狀態(tài)態(tài)點落落入超超飽和和區(qū)，，例如如圖中中3-4直線上上的d點，則則混合合物將將分成成氣態(tài)態(tài)的飽飽和空空氣和和液態(tài)態(tài)的水水兩部部分，，前者者的狀狀態(tài)點點為過過d點的等等溫線線與φ=1線的交交點e。

φ=1HII1InI2H1HnH21234detI設(shè)有狀狀態(tài)不不同的的空氣氣1和2，對應(yīng)應(yīng)的干干空氣氣的量量為G1和G2，對應(yīng)應(yīng)的狀狀態(tài)為為（H1，I1），（（H2，I2）。兩兩空氣氣混合合后，，由物物料衡衡算