第一章 濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖

濕空氣的物理性質(zhì)第一章濕空氣的物理性質(zhì)

及其焓濕圖12345濕空氣的焓濕圖濕球溫度與露點(diǎn)溫度焓濕圖的應(yīng)用空氣狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算法及另一種焓濕圖基本要求：理解并掌握描述濕空氣物理性質(zhì)的參數(shù)。掌握濕空氣焓濕圖的組成及其繪制方法。掌握濕球溫度和露點(diǎn)溫度的概念和物理意義。熟練掌握焓濕圖的應(yīng)用：確定空氣狀態(tài)、表示空氣的各種變化過程、表示空氣的混合過程。了解空氣狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算方法。第一章濕空氣的物理性質(zhì)

及其焓濕圖濕空氣的組成：▲干空氣干空氣=78％氮?dú)?21％氧氣+1％其他氣體，成分比較穩(wěn)定?！羝?/p>

含量很少，但對濕空氣的物理性質(zhì)影響很大。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)干空氣和水蒸汽滿足理想氣體的狀態(tài)方程式。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)干空氣的氣體常數(shù):水蒸汽的氣體常數(shù):干空氣水蒸汽1、濕空氣的壓力（大氣壓力）第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)道爾頓分壓定律：海平面的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力為101325Pa。海拔越高，大氣壓力越低。單位換算見表1-2。

2、濕空氣的密度

第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)

B=101325Pa、t=20℃時(shí)，第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)即大氣壓力B和溫度t一定時(shí)，濕空氣的密度比干空氣的密度小。干空氣的密度:

濕空氣的密度:3、濕空氣的含濕量定義：對應(yīng)于1kg干空氣的濕空氣所含有的水蒸汽量，即水蒸汽與干空氣的質(zhì)量（密度）之比。

第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)當(dāng)大氣壓力B一定時(shí)，含濕量只與水蒸汽壓力有關(guān)：。水蒸汽壓力越大，則含濕量越大。飽和含濕量：即飽和濕空氣的含濕量。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)典型數(shù)據(jù)：t=20℃時(shí)，，

空氣的溫度越高，對應(yīng)的飽和水蒸汽壓力越高，飽和含濕量越大（表1-3）。4、濕空氣的相對濕度定義：濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下的飽和水蒸汽壓力之比。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)＊

。

時(shí)，為干空氣；時(shí)，為飽和濕空氣。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)要點(diǎn)：＊相對濕度表征濕空氣中水蒸汽接近飽和含量的程度（濕空氣的吸濕能力）。越小，濕空氣越不飽和，吸濕能力越大。含濕量與相對濕度的關(guān)系：

第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)５、濕空氣的焓第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)干空氣的焓（取0℃時(shí)的焓為0）：水蒸汽的焓（取0℃時(shí)水的焓為0）：濕空氣的焓：

注意：當(dāng)t=0℃時(shí)，例1-1：已知大氣壓力為101325Pa，溫度t=20℃，（1）求干空氣的密度；（2）求相對濕度為90%時(shí)的濕空氣密度。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)解：（1）此時(shí)，（2）由表1-3查得，t=20℃時(shí)，，第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)例1-2：試求例1-1（2）中空氣的含濕量及焓值。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)解：1、焓濕圖（h-d圖）的組成：在一定的大氣壓力下，以焓為縱坐標(biāo)，含濕量為橫坐標(biāo)而形成，兩坐標(biāo)之間的夾角等于135°。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2、等焓線

與豎直線呈135°的斜直線。3、等含濕量線豎直線。單位為g/kg干。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖第二節(jié)濕空氣的焓濕圖4、等水蒸汽壓力線

由于，因此等水蒸汽壓力線也為豎直線。單位為。5、等溫線

第二節(jié)濕空氣的焓濕圖當(dāng)t=const時(shí)，即等溫線為直線,斜率為0.001(2500+1.84t),截距為1.01t。任意給定兩點(diǎn)(h1,d1)、(h2,d2)，就可以得到等溫線。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖＊不同溫度的等溫線斜率0.001(2500+1.84t)不同，所以等溫線并非平行線。＊但1.84t與2500相比很小，可以忽略不計(jì)，因此等溫線可以近似看作是平行線。6、等相對濕度線第二節(jié)濕空氣的焓濕圖＊首先求不同溫度對應(yīng)的飽和水蒸汽壓力，再連接各等溫線與其對應(yīng)的飽和水蒸汽壓力線的交點(diǎn)（t,），就可以得到的等相對濕度線（飽和線）。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖＊當(dāng)，求得不同溫度對應(yīng)的水蒸汽壓力，連接各等溫線與其對應(yīng)的水蒸汽壓力線的交點(diǎn)（t,），就可以得到的等相對濕度線。7、等熱濕比線第二節(jié)濕空氣的焓濕圖定義：濕空氣的焓變化量與含濕量變化量之比。或熱量變化Q與濕量變化W之比。要點(diǎn)：

＊熱濕比可正可負(fù)。＊連接濕空氣的初態(tài)和終態(tài)，得到的就是等熱濕比線（熱濕比即為斜率）。＊等熱濕比線代表濕空氣狀態(tài)變化的方向。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖＊的等熱濕比線為等焓線，的等熱濕比線為等含濕量線。＊等熱濕比線在焓濕圖的右下方。濕空氣的焓濕圖8、濕空氣狀態(tài)的確定第二節(jié)濕空氣的焓濕圖獨(dú)立參數(shù)（4個(gè)）

焓h、含濕量d（水蒸汽壓力）、溫度t、相對濕度。在大氣壓力B一定的條件下，已知任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，就可以在焓濕圖上確定濕空氣的狀態(tài)，其余參數(shù)可以在焓濕圖上查出。例1-3：已知B=101325Pa，濕空氣初始狀態(tài)的參數(shù)為，。當(dāng)加入Q=10000kJ/h的熱量和W=2kg/h的濕量后，溫度。求濕空氣的終狀態(tài)。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖解：（1）根據(jù)已知參數(shù)在h-d圖上確定初始狀態(tài)A；A500030002000100006000-2000（3）過A點(diǎn)作的熱濕比線，與的等溫線的交點(diǎn)即為終狀態(tài)B點(diǎn)。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖AB500030002000100006000-2000（2）求熱濕比：1、濕球溫度第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度定義：在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸，達(dá)到熱濕平衡時(shí)的飽和溫度。假設(shè)有一個(gè)空氣和水直接接觸的絕熱加濕的空間，空氣和水有充分的接觸面積和接觸時(shí)間。水溫為，濕空氣的進(jìn)口狀態(tài)為：。水不斷汽化進(jìn)入濕空氣，所需的汽化潛熱來自濕空氣，使?jié)窨諝獾臏囟冉档?、含濕量增大。最終，濕空氣達(dá)到飽和，出口狀態(tài)為：。濕空氣的能量守恒方程式：第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度絕熱過程的熱濕比：等濕球溫度線第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度過

的等溫線與飽和線的交點(diǎn)（絕熱過程的終點(diǎn)）作的等熱濕比線，得到的就是等濕球溫度線。第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度要點(diǎn)：＊當(dāng)時(shí)，，等濕球溫度線與等焓線重合。＊當(dāng)時(shí)，；當(dāng)

時(shí)，，等濕球溫度線與等焓線不重合。第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度＊由于較小，可以近似認(rèn)為等濕球溫度線就是等焓線。（絕熱過程近似為等焓過程。）＊，。＊濕球溫度也是濕空氣狀態(tài)的獨(dú)立參數(shù)，但一般不能與焓組合來確定空氣狀態(tài)。＊對于飽和濕空氣，干球溫度等于濕球溫度；對于未飽和濕空氣，干球溫度大于濕球溫度。（圖示）（1）已知濕空氣狀態(tài)，求濕球溫度

第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度過A點(diǎn)作等焓線，與飽和線交于B點(diǎn)，B點(diǎn)對應(yīng)的溫度即為濕球溫度。AB（2）已知干球溫度和濕球溫度，確定濕空氣狀態(tài)第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度等溫線與飽和線交于B點(diǎn)。

AB過B點(diǎn)作等焓線，與等溫線交于A點(diǎn)，A點(diǎn)即為所求的濕空氣狀態(tài)。（例1-4）

濕球溫度計(jì)：第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度普通溫度計(jì)的球部用濕紗布包裹，然后浸在裝水的容器中?？諝饬鬟^，普通溫度計(jì)測得的是干球溫度（實(shí)際溫度）。水吸收周圍濕空氣的熱量而蒸發(fā)，在表面形成飽和空氣層，濕球溫度計(jì)測得的是濕球溫度?？諝獾谌?jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕空氣向水傳遞的熱量：水蒸發(fā)需要的熱量：當(dāng)水和濕空氣達(dá)到熱濕平衡時(shí)：＊干球溫度和濕球溫度的差值

越小，相對濕度越大，濕空氣越接近于飽和（圖示）。2、露點(diǎn)溫度第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度定義：在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。

過A點(diǎn)作等含濕量線與飽和線交于B點(diǎn)，B點(diǎn)對應(yīng)的溫度即為露點(diǎn)溫度。AB要點(diǎn)：＊

露點(diǎn)溫度也是濕空氣狀態(tài)的獨(dú)立參數(shù)，但一般不與含濕量（或水蒸汽壓力）組合來確定空氣狀態(tài)。＊對于飽和濕空氣，干球溫度等于露點(diǎn)溫度；對于未飽和濕空氣，干球溫度大于露點(diǎn)溫度。（圖示）＊露點(diǎn)溫度可以用來判斷濕空氣是否結(jié)露：當(dāng)表面溫度低于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度一、濕空氣的變化過程1、（等濕）加熱過程實(shí)現(xiàn)途徑：利用熱水、蒸汽及電能等熱源通過熱表面加熱濕空氣處理設(shè)備：空氣加熱器、電加熱器h-d圖上的表示：A→B第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

2、冷卻過程實(shí)現(xiàn)途徑：利用冷水或制冷劑通過冷表面冷卻濕空氣處理設(shè)備：表面式冷卻器第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用＊干冷（等濕冷卻）

當(dāng)冷表面溫度等于或高于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，濕空氣中的水蒸汽不會(huì)凝結(jié)。h-d圖上的表示：A→C第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,ABCEDFGⅠⅡⅢ

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＊濕冷（減濕冷卻）

當(dāng)冷表面溫度低于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，濕空氣中的水蒸汽會(huì)凝結(jié)。h-d圖上的表示：A→G第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,ABCEDFGⅠⅡⅢ

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3、等焓加濕過程

實(shí)現(xiàn)途徑：向濕空氣噴水（為絕熱加濕過程，近似為等焓加濕過程）處理設(shè)備：噴水室h-d圖上的表示：A→E第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,ABCEDFGⅠⅡⅢ

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4、等焓減濕過程

實(shí)現(xiàn)途徑：利用固體吸濕劑干燥空氣處理設(shè)備：固體吸濕劑h-d圖上的表示：A→D第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,ABCEDFGⅠⅡⅢ

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5、等溫加濕過程實(shí)現(xiàn)途徑：向濕空氣中噴蒸汽第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用，，,熱濕比：等溫過程的熱濕比：兩者近似相等，即該過程近似為等溫加濕過程。處理設(shè)備：蒸汽加濕器h-d圖上的表示：A→FABCEDFGⅠⅡⅢ

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象限狀態(tài)參數(shù)變化趨勢熱濕比過程特征I＋＋±>0增焓增濕II＋-＋<0增焓減濕升溫III--±>0減焓減濕IV-＋-<0減焓增濕降溫ABCEDⅠⅡⅢ

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第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用二、濕空氣的混合過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用

不同狀態(tài)的空氣A和B混合到狀態(tài)C。BCAACB第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用能量守恒（熱平衡）：質(zhì)量守恒（濕平衡）：BCA整理得：線段

和的斜率相同，因此A、B、C

在同一條直線上。第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用BCA＊混合狀態(tài)把兩種狀態(tài)連成的線段分為兩段，各線段的長度與空氣質(zhì)量成反比，即混合狀態(tài)靠近質(zhì)量較大的狀態(tài)一端。例1-5：已知，，，，，。求混合后的空氣狀態(tài)。第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用解：（1）根據(jù)已知參數(shù)在h-d圖上確定狀態(tài)A、B，連接AB。BA（2）混合點(diǎn)C在上，且：第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用把5等分，在靠近A點(diǎn)的一端取1等分，即得到混合點(diǎn)C（3）查圖得：，

，。（4）計(jì)算結(jié)果與作圖結(jié)果一致。BAC一、空氣狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算式（P17～18）二、另一種焓濕圖

把h-d圖沿豎直線鏡像，再順時(shí)針轉(zhuǎn)90°。第五節(jié)空氣狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算法

及另一種焓濕圖1、等飽和度線飽和度：空氣的含濕量與飽和含濕量之比,2、等濕球溫度線3、等比容線4、顯熱比（SHF）顯熱比：空氣的顯熱變化與全熱變化之比。第五節(jié)空氣狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算法

及另一種焓濕圖三、動(dòng)態(tài)焓濕圖