空氣調(diào)節(jié)-02-第二講濕空氣的物理性質(zhì)與焓濕圖

第二講濕空氣的物理性質(zhì)和i-d圖的用法 華中科技大學(xué)制冷與低溫工程系2009年9月1濕空氣的概念濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖濕球溫度焓濕圖的應(yīng)用本節(jié)主要介紹以下內(nèi)容21.濕空氣的概念什么是濕空氣?大氣＝干空氣＋水蒸氣常溫常壓下濕空氣可看作是理想氣體:水蒸氣是過(guò)熱狀態(tài)，分子無(wú)體積，分子間無(wú)內(nèi)聚 力:(P10MPa) PV=RT各組分同大氣壓隨海拔高度變化海平面：B=101325Pa=1.01325Bar，飽和水蒸氣分壓力一般為1000~2000Pa

注意：海拔較高的城市不能使用海平面的i-d圖！31.濕空氣的概念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。

注意空氣環(huán)境內(nèi)的空氣成分和人們平時(shí)說(shuō)的“空氣”，實(shí)際是干空氣加水蒸氣，即濕空氣。42.濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)濕空氣的主要參數(shù)(1)干球溫度(drybulbtemperature)水蒸氣分壓力Pq飽和水蒸氣分壓力Pqb=f(t)密度和比容含濕量(humidityratio/moisturecontent)：大氣壓力Bkg/kg干空氣52.濕空氣的基本狀態(tài)參數(shù)壓力密度含濕量相對(duì)濕度焓露點(diǎn)溫度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)律本小節(jié)將以以上公式為基本介紹或6壓力由道爾頓定律分壓定律濕空氣的總壓力為P或水蒸汽分壓力大小直接反映了水蒸汽含量的多少

從氣體分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)來(lái)看

7密度濕空氣的密度＝干空氣密度

+水蒸氣密度單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量，稱為密度

8含濕量在濕空氣中與lkg干空氣同時(shí)并存的水蒸汽量稱為含濕量

由Vg=Vq=VTg=Tq=T

，以及Rg=287J／(kg·K)Rq＝46lJ／(kg·K)

當(dāng)大氣壓力B一定時(shí)，水汽分壓力只取決于含濕量d9相對(duì)濕度濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下飽和濕空氣的水蒸氣壓力之比

濕空氣的相對(duì)濕度與含濕量之間的關(guān)系可導(dǎo)出

表明濕空氣的飽和程度10焓干空氣的焓

+水蒸汽的焓

tCtCigpqpq..2500+==（1+d）千克濕空氣的焓為

或比焓11焓干空氣的定壓比熱:

Cp,g=1.005kJ/(kg.℃)水蒸汽的定壓比熱:

Cp,q=1.84kJ/(kg.℃)式中2500為t=0℃時(shí)水蒸汽的汽化潛熱12露點(diǎn)溫度(dewpointtemperature)

溫度下降到使得空氣的d值等于表中某一飽和含濕量值時(shí)，這個(gè)所對(duì)應(yīng)的溫度稱為該未飽和空氣的露點(diǎn)溫度。換言之，露點(diǎn)溫度就是當(dāng)濕空氣下降到一定溫度，有凝結(jié)水出現(xiàn)時(shí)的溫度

出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象無(wú)結(jié)露現(xiàn)象13空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度14露點(diǎn)溫度(dewpointtemperature)???與Pq相關(guān)或在一定大氣壓下與d相關(guān)的溫度露點(diǎn)溫度與干球溫度有關(guān)嗎?干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度在大小上有什么區(qū)別?15濕球溫度濕空氣與周圍環(huán)境熱濕交換達(dá)到平衡時(shí)的絕熱飽和溫度即近似等焓變化163.濕空氣的焓濕圖 濕空氣的焓濕圖是在不同的大氣壓力B下，縱坐標(biāo)是其焓值，橫坐標(biāo)是含濕量值。17焓濕圖組成等焓線等濕線1.d2.等溫線等相對(duì)濕度線3.5.4.水蒸汽分壓力線熱濕比線（？）0102030500030002000100006000-20001824681012141618202224262830323436384042d(g/Kg)-25-15-55152535455565758595105115125135145%RHi(kJ/kg)65605550454035302520151050-5-10-15-20-25T-30

濕空氣焓濕圖(i-d圖)i-d

圖是如何畫出來(lái)的？

i=Cpt+(2500+Cpqt)d =Pq/Pqb2.飽和線隨B的不同而不同。 B下降，飽和線右移。3.熱濕比=i/d19熱濕比線定義:濕空氣的焓變化與含濕量變化之比即:或單位：kJ/kg20一般的，若在i-d圖上有A、B兩狀態(tài)點(diǎn)（如下圖），則由A至B的熱濕比則為：21進(jìn)一步，如有A狀態(tài)的濕空氣，其熱量、濕量變化已知，則有：其中：負(fù)號(hào)表示熱量（濕量）減小。熱量、濕量的增量一正一負(fù)時(shí)ε為負(fù)。22dAdBABiAiB空氣狀態(tài)變化在i-d圖上的表示23ABB`用線確定空氣終狀態(tài)244.濕球溫度(Wetbulbtemperature)濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中至關(guān)重要濕球溫度是在定壓絕熱條件下，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，也稱熱力學(xué)濕球溫度。理論上25熱濕比為=i/d=4.19ts4.濕球溫度(Wetbulbtemperature)264.濕球溫度(Wetbulbtemperature)定義：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)的空氣絕熱飽和溫度特點(diǎn)：近似等焓增焓部分是液體顯熱：d4.19ts由濕球溫度ts可得

Pq=Pqb(ts)-A(t-ts)B 其中經(jīng)驗(yàn)式A=f(V)27絕熱加濕小室

穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式

twPPt1,d1i1t2,d2i228等濕球溫度線

29AdAdStBtSBSiSiS

已知干濕球溫度確定空氣狀態(tài)

305.焓濕圖的應(yīng)用濕空氣的焓濕圖不僅能表示其狀態(tài)和各狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)還能表示濕空氣狀態(tài)的變化過(guò)程，并能方便地求得兩種或多種濕空氣的混合狀態(tài)。濕空氣的加熱過(guò)程

濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程等焓減濕過(guò)程等焓加濕過(guò)程濕空氣的冷卻過(guò)程31變化過(guò)程的特征表濕空氣的加熱過(guò)程濕空氣的冷卻過(guò)程等焓減濕過(guò)程等焓加濕過(guò)程ABABACCEAEADD等溫加濕過(guò)程A

F冷卻干燥過(guò)程AG多變過(guò)程

FGⅠⅡⅢ

Ⅳ

32象限熱濕比狀態(tài)參數(shù)變化趨勢(shì)過(guò)程特征idtⅠε>0＋＋±增焓增濕，噴蒸汽可近似實(shí)現(xiàn)等濕過(guò)程Ⅱε<0＋－＋增焓，減濕，升溫Ⅲε>0－－±減焓，減濕Ⅳε<0－＋－減焓，增濕，降溫i-d圖中不同象限內(nèi)濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程的特征過(guò)程圖335、焓濕圖的應(yīng)用

各種濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程在焓濕圖上的表示=-=?=+－－++34典型的濕空氣處理過(guò)程幾種典型的空氣處理過(guò)程351、等濕加熱過(guò)程（A-B）：電加熱器或熱水（蒸汽）加熱器來(lái)處理空氣2、等濕冷卻過(guò)程A-C：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣3、減濕冷卻過(guò)程A-G：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣（表冷器表面溫度低于處理的空氣露點(diǎn)溫度）

364、等溫加濕過(guò)程A-F：通過(guò)向空氣中噴水蒸氣或與空氣溫度相同的水而實(shí)現(xiàn)

5、等焓加濕過(guò)程A-E：采用噴水室噴循環(huán)水對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理6、等焓減濕過(guò)程A-D：用固體吸濕劑（硅膠或氯化鈣）處理空氣37不同狀態(tài)空氣的混合態(tài)在i-d圖上的確定兩種狀態(tài)的空氣混合規(guī)律

dAiAdBiBiCdCBCAACB385、焓濕圖的應(yīng)用：不同狀態(tài)空氣的混合39兩種或多種狀態(tài)濕空氣的混合1、混合原理熱平衡濕平衡40過(guò)飽和區(qū)空氣狀態(tài)變化過(guò)程圖

ADCBictDid100%415、焓濕圖的應(yīng)用：不同狀態(tài)空氣的混合減少焓d4.19tc進(jìn)入結(jié)霧區(qū)如何變化？d42中、俄使用的i-d圖RH=100%RH=40%RH=60%RH=80%RH=20%0102050403060-10C500060001000200030004000-2043西歐、美、日等國(guó)使用的焓濕圖0.0300.0280.0260.0240.0220.0200.0180.0160.0140.0120.0100.0080.0060.0040.0020.000-1001020304050H=20Btu/lbH=30Btu/lbH=40Btu/lbH=50Btu/lbRH=40%RH=60%RH=80%RH=20%RH=100%d(kg/kg)44非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下如何查焓濕圖附錄中的i-d圖是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓B0=101.325kpa做出的。當(dāng)要查出非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的狀態(tài)點(diǎn)時(shí)。采用如下方法：已前面所學(xué)已知：我們常用t，來(lái)確定狀態(tài)點(diǎn)。由上式，顯然，B增大時(shí)，d減小；反之則增大。易得右邊圖形：

45進(jìn)一步，我們可以在標(biāo)準(zhǔn)圖確定出相對(duì)準(zhǔn)確的狀態(tài)點(diǎn)，從而確定出我們常用的焓值。具體方法如下：由