工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)濕空氣

工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)濕空氣第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日8.3濕空氣的基本概念由于海洋、江河、湖泊等水分的蒸發(fā)，空氣中總含有少量的水蒸氣。濕空氣是指含有水蒸汽的空氣干空氣是指不含有水蒸氣的空氣一、干空氣和濕空氣第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日濕空氣：是干空氣和水蒸氣的混合物。一般濕空氣中水蒸汽的分壓力很低（0.003～0.004MPa），處于過熱狀態(tài)，性質(zhì)接近于理想氣體，可按理想氣體處理，因此濕空氣是理想氣體混合物。理想氣體狀態(tài)方程和遵循的定律及理想氣體混合物計(jì)算式都適用，但是濕空氣中的水蒸汽含量會(huì)改變，因此濕空氣又有一些特殊性質(zhì)。第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日濕空氣＝（干空氣＋水蒸氣）濕空氣與一般理想混合氣體的最大區(qū)別是水蒸氣的含量會(huì)由于蒸發(fā)和凝結(jié)而有可能變化。分壓低(0.003~0.004MPa)理想混合氣體下標(biāo)約定：

A－干空氣；w－水蒸氣；s－飽和水蒸氣；－無下標(biāo)為濕空氣參數(shù)第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日涉及濕空氣的常見的工業(yè)過程

空氣溫度與濕度調(diào)節(jié)過程、物體的干燥過程、冷卻水塔中的水冷卻過程等。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、飽和濕空氣、未飽和濕空氣和露點(diǎn)濕空氣的分類：按照濕空氣中的水蒸汽所處狀態(tài)不同可分為：飽和濕空氣：由干空氣和飽和水蒸汽組成的濕空氣。此時(shí)Pw=Ps（濕空氣溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力）。未飽和濕空氣：由干空氣和過熱水蒸汽組成的濕空氣。此時(shí)Pw<Ps

，濕空氣中的水蒸汽處于過熱狀態(tài)，濕空氣的溫度不變，水蒸汽含量可增加，濕空氣具有吸濕能力，故稱為未飽和濕空氣。第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日A1、未飽和濕空氣干空氣＋過熱水蒸氣Pw<ps(T)

TspwpsPvpwpsB加入水蒸氣，pwAB第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日A2、飽和濕空氣干空氣＋飽和水蒸氣Pw=ps(T)

TspwpsPvpwpsB溫度一定，不能再加入水蒸氣AB第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日從未飽和濕空氣到飽和濕空氣的途徑1、T加水蒸氣pw2、pw不變，TABＡＣ結(jié)露TＤ露點(diǎn)溫度TspwpsABＣTＴＤ第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日露點(diǎn)溫度：濕空氣中水蒸汽分壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，用Td表示。即在一定的Pw下未飽和濕空氣冷卻到飽和濕空氣時(shí)（將結(jié)出露珠）的溫度。Td=Ts（Pw）。所以Pw越大，Td也越大。當(dāng)大氣壓力一定時(shí)，

Td↑→Pw↑→含水蒸汽量↑第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日露點(diǎn)是濕空氣的一個(gè)重要狀態(tài)參數(shù)。在空氣調(diào)節(jié)中,為了減少濕空氣中水蒸汽的含量,可設(shè)法使?jié)窨諝饫鋮s到溫度低于露點(diǎn),水蒸汽便以水滴形式析出。露點(diǎn)對(duì)柴油機(jī)的低溫腐蝕以及鍋爐的運(yùn)行管理有較大的影響。鍋爐尾部的受熱面以及空氣預(yù)熱器的堵灰和腐蝕,就是由于受熱面的金屬溫度低于煙氣中水蒸汽和二氧化硫氣體的露點(diǎn)之故。一旦出現(xiàn)結(jié)露,如果水蒸汽和二氧化硫氣體凝結(jié),在受熱面上將形成硫酸、就會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕。防止堵灰和腐蝕的主要原則是設(shè)法避免煙氣中的水蒸汽結(jié)露。第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日濕度：濕空氣中所含水蒸氣的量1、絕對(duì)濕度每1m3濕空氣中所含的水蒸氣的質(zhì)量，用表示kg水蒸氣/m3濕空氣2絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度實(shí)際上是在濕空氣溫度Ｔ和水蒸氣分壓力Pw狀態(tài)下水蒸氣的密度絕對(duì)濕度T,Pw下水蒸氣的密度不常用第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日絕對(duì)濕度只能說明濕空氣中水蒸汽實(shí)際含量的多少，而不能反映出濕空氣中水蒸汽所處的狀態(tài)，因此絕對(duì)濕度不能反映濕空氣的吸濕能力。2、相對(duì)濕度濕空氣中實(shí)際含有水蒸汽的質(zhì)量與同溫度下濕空氣中可能含有最多的水蒸汽質(zhì)量的比值。由絕對(duì)濕度定義知，即為濕空氣中水蒸汽的分壓力與相同溫度的飽和濕空氣中水蒸汽分壓力之比。第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日相對(duì)濕度＝1

飽和濕空氣

在相同的溫度下：相對(duì)濕度＝0干空氣

0<

<1未飽和濕空氣

表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度

反映所含水蒸氣的飽和程度

越干燥，吸水能力強(qiáng)

越濕潤(rùn)，吸水能力低

第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日相對(duì)濕度的測(cè)量相對(duì)濕度和干球溫度及濕球溫度有一定函數(shù)關(guān)系，查圖可由干、濕球溫度計(jì)讀出查得相對(duì)濕度第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日相對(duì)濕度的測(cè)量圖中干球溫度計(jì)是一支普通的溫度計(jì)，而濕球溫度計(jì)頭部被尾端浸入水中的吸液芯包裹。當(dāng)空氣流過時(shí)，干球溫度計(jì)指示出空氣溫度，或稱為干球溫度，用t表示。而濕球溫度計(jì)反映的是吸液芯中水的溫度，這個(gè)溫度稱為濕球溫度，用tw表示。如果空氣未飽和，吸液芯中的水將向空氣中蒸發(fā)而使水溫下降，同時(shí)空氣與水之間的溫差導(dǎo)致空氣向吸液芯中的水傳熱，從而阻止水溫不斷下降，在達(dá)到平衡時(shí)濕球溫度總低于干球溫度，但比空氣的露點(diǎn)高?？諝庵械南鄬?duì)濕度越小，蒸發(fā)越快tw值越低，干濕球溫度差（t-tw）將越大。反之，相對(duì)濕度越大，則干濕球溫度差（t-tw）將越小。當(dāng)相對(duì)濕度為1時(shí)，干濕球溫度相等。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日4035302520151050-5℃0102030405060708090Φ%-5℃0℃5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃40℃干球溫度t濕球溫度tw相對(duì)濕度第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日3含濕量

以濕空氣為工質(zhì)的某些過程，如干燥、吸濕過程，干空氣作為載熱體或載濕體，它的質(zhì)量或質(zhì)量流量是恒定的，只是濕空氣中的水蒸汽質(zhì)量發(fā)生變化。為方便計(jì)算，濕空氣的一些狀態(tài)參數(shù)如含濕量、焓、氣體常數(shù)、比體積、比熱容等，都以單位質(zhì)量干空氣為基準(zhǔn)。含濕量:單位質(zhì)量干空氣中含有水蒸汽的質(zhì)量。用ｄ表示,其單位為g水蒸汽／kg干空氣。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日含濕量不是以1kg濕空氣為計(jì)算的基準(zhǔn),而是以1kg干空氣作為計(jì)算的基準(zhǔn)的。含濕量ｄ理解為與1kg干空氣相混合的水蒸汽質(zhì)量。由于濕空氣可視為理想氣體,對(duì)水蒸汽和干空氣分別有第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日四、濕空氣的焓在濕空氣總壓力pb不變的情況下，水蒸汽分壓力與濕空氣的含濕量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。在濕空氣總壓力pb不變的情況下，相對(duì)濕度愈高，含濕量也愈高。濕空氣的比焓：含有1kg干空氣的濕空氣的焓，它等于1kg干空氣的焓和0.001dkg水蒸汽的焓之和。單位：kJ/kg第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日工程上，取0oC時(shí)干空氣的焓水蒸氣的焓溫度t下飽和水的