濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖

講濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖

2021/5/91第一章空氣調(diào)節(jié)概述及

熱濕參數(shù)基礎(chǔ)空氣調(diào)節(jié)概述（空調(diào)系統(tǒng)原理圖，以圖為基礎(chǔ)介紹）1、空調(diào)系統(tǒng)圖2、風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)3、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)4、其他2021/5/922021/5/93室外空氣計算參數(shù)要求：1、結(jié)合暖通規(guī)范的規(guī)定，理解相關(guān)術(shù)語2、能按設(shè)計要求合理選擇各地室外氣象參數(shù)2021/5/94重慶干球、濕球日平均溫度全年變化2021/5/95重慶最熱月干濕球溫度逐時變化2021/5/96重慶最冷月干濕球溫度逐時變化2021/5/97濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖（學(xué)會焓濕圖上找點）濕球溫度（學(xué)會確定焓濕圖上確定濕球溫度）焓濕圖的應(yīng)用（學(xué)會各種空氣狀態(tài)變化在焓濕圖上的表示）1、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/98濕空氣的組成狀態(tài)參數(shù)（6大物理參數(shù)）壓力溫度密度與比容濕度露點溫度焓1、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/99濕空氣的組成濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸汽混合而成干空氣由氮、氧、氬、二氧化碳、氖、氦和其它一些微量氣體組成的混合氣體。確定干空氣的熱工性質(zhì)：將海平面高度的清潔干空氣成分作為標(biāo)準(zhǔn)組成水蒸汽對濕空氣的狀態(tài)變化影響很大?？諝猓簼窨諝?濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/910常溫常壓下干空氣可認為是理想氣體。濕空氣也可近似當(dāng)作理想氣體。狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系可用理想氣體狀態(tài)方程式表示?；蛳聵?biāo)g表示干空氣

q表示水蒸汽2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/911一、壓力1、大氣壓力：B或p絕對壓力：當(dāng)?shù)卮髿鈮号c工作壓力之和；絕對壓力為濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。2、水蒸汽分壓力根據(jù)道爾頓原理：水蒸汽分壓力的大小反映了水蒸汽含量的多少。2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/9123、飽和水蒸汽分壓力飽和空氣：在一定溫度下，含有最大限度水蒸汽的濕空氣。飽和空氣所具有的水蒸汽分壓力，叫做該溫度下濕空氣的飽和水蒸汽分壓力。飽和水蒸汽分壓力僅取決于溫度。如果溫度發(fā)生變化，它們也將相應(yīng)地隨著變化。2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/913二、溫度溫度高低用溫標(biāo)衡量。絕對溫標(biāo)（開氏溫標(biāo)），符號T，單位K攝氏溫標(biāo)，符號t，單位℃華氏溫標(biāo)，符號t，單位°F換算關(guān)系：2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/914三、密度與比容密度：單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量比容：單位質(zhì)量的濕空氣所占有的容積濕空氣的計算中往往以含1kg干空氣的濕空氣作為計算基礎(chǔ)。2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/915四、濕度表示濕空氣中水蒸汽含量多少的物理量1、絕對濕度絕對濕度：單位容積濕空氣中含有水蒸汽的質(zhì)量。絕對濕度為該溫度和水蒸汽分壓力下的水蒸汽密度。絕對濕度是表示單位容積中所含水蒸汽量的多少。2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/9162、含濕量在濕空氣中與1kg干空氣同時并存的水蒸汽量。因水蒸汽含量少，改變單位：2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/9173、相對濕度濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下飽和濕空氣的水蒸汽壓力之比。表示飽和空氣；表示干空氣；2濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/918含濕量與相對濕度的聯(lián)系：2、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)即濕空氣的相對濕度可用空氣的含濕量與同溫度下的飽和含濕量之比來計算。及故所以2021/5/919五、露點溫度Td露點溫度指在含濕量不變的條件下，濕空氣達到飽和時的溫度，用tl表示。為空氣是否結(jié)露的臨界溫度?？諝獾穆饵c溫度只取決于空氣的含濕量?？諝庹{(diào)節(jié)中常利用露點溫度達到干燥空氣的目的：冷卻空氣到露點溫度之下。露點溫度如何在焓濕圖上表示？2、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/920六、焓空調(diào)中，空氣的壓力變化很小，近似于等壓過程，因此可直接用空氣的焓變化來度量空氣的熱量變化。已知干空氣的定壓比熱水蒸汽的定壓比熱干空氣的焓水蒸汽的焓2、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/921顯熱，隨溫度而變的熱量代入數(shù)據(jù)：潛熱，0℃時dkg水的汽化潛熱，隨d變，與t無關(guān)。濕空氣的焓：2、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/922解：1、理想氣體的狀態(tài)方程式例1－1已知大氣壓力為101325Pa，溫度t＝20℃，求：1干空氣的密度；2相對濕度為90％時的濕空氣密度。2、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2、濕空氣的密度2021/5/923濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖（學(xué)會焓濕圖上找點）濕球溫度（學(xué)會確定焓濕圖上確定濕球溫度）焓濕圖的應(yīng)用（學(xué)會各種空氣狀態(tài)變化在焓濕圖上的表示）1、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/9241、大氣壓力一定,2、焓i為縱坐標(biāo),3、含濕量d為橫坐標(biāo)，4、且兩坐標(biāo)之間的夾角等于或大于135°。3、濕空氣的焓濕圖2021/5/9251、等溫線2、等相對濕度線因1.84t與2500相比很小，故等溫線可近似看作是平行的。3、濕空氣的焓濕圖3、水蒸汽分壓力線2021/5/9264、熱濕比線熱濕比：濕空氣狀態(tài)變化前后的焓差與含濕量差之比3、濕空氣的焓濕圖熱濕比表示了空氣狀態(tài)變化的方向和特征熱濕比也為總空氣量G在處理過程中所得到（失去）的熱量Q和濕量W的比值。2021/5/927濕空氣的狀態(tài)變化：A狀態(tài)的濕空氣，變化到B狀態(tài)。其熱量Q變化（可正可負）和濕量W變化（可正可負）。得為正，失為負；故熱濕比有正有負熱濕比代表初始點與終態(tài)點直線的斜率，稱角系數(shù)。3、濕空氣的焓濕圖2021/5/928例：已知B＝101325Pa，濕空氣溫度tA＝28℃，相對濕度φA＝51％，確定其含濕量和焓值。例：已知B＝101325Pa，濕空氣溫度tA＝28℃，露點溫度tl＝20℃，確定其點及其參數(shù)。例1－3：已知B＝101325Pa，濕空氣初參數(shù)tA＝20℃，φA＝60％，當(dāng)加入10000kJ/h的熱量和2kg/h濕量后，溫度tB＝28℃，求濕空氣的終狀態(tài)。3、濕空氣的焓濕圖2021/5/929解法1：3、過A點作與所求熱濕比的平行線，此線與tB＝28℃等溫線的交點即為所求濕空氣的終狀態(tài)點B。1、由tA＝20℃，φA＝60％定A點2、求熱濕比3、濕空氣的焓濕圖2021/5/930解法2：3、過A點任選一△d（或△i）的線段長度，按iA＋△i的等i線與dA＋△d的等d線的交點與A的聯(lián)線即符合所求熱濕比線。1、由tA＝20℃，φA＝60％定A點2、由熱濕比求△i：△d4、此線與tB＝28℃線的交點為所求終狀態(tài)點B。3、濕空氣的焓濕圖2021/5/931注意：附錄1－2給出的i－d圖是以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓B＝101325Pa為條件作出的。不同地區(qū)應(yīng)使用符合本地區(qū)大氣壓的i－d圖。當(dāng)缺少這種i－d圖時，簡便易行的方法是利用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的i－d圖加以修改。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/5/932濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖（學(xué)會焓濕圖上找點）濕球溫度（學(xué)會確定焓濕圖上確定濕球溫度）焓濕圖的應(yīng)用（學(xué)會各種空氣狀態(tài)變化在焓濕圖上的表示）1、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/933熱力學(xué)濕球溫度濕球溫度在i－d上的表示濕球溫度（干濕球溫度計）

4、濕球溫度2021/5/934濕球溫度：在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度，用ts表示。圖1－7絕熱加濕小室（絕熱加濕器）

4、濕球溫度一、熱力學(xué)濕球溫度2021/5/935當(dāng)裝置在穩(wěn)定的均勻流動狀態(tài)下工作，在流量不變情況下，能量平衡方程式為：移項可得：即：空氣焓的增量等于蒸發(fā)的水量所具有的焓。熱力學(xué)濕球溫度等值線為一直線。

4、濕球溫度2021/5/936二、濕球溫度在i－d圖上的表示表示熱力學(xué)濕球溫度等值線狀態(tài)變化的角系數(shù)為：2:作ε=4.19ts的熱濕比線，即為等濕球溫度線。等濕球溫度線在i－d圖上的表示：

4、濕球溫度2021/5/937當(dāng)ts=0℃時，ε=0

等濕球溫度線與等焓線完全重合；當(dāng)ts＞0℃時，ε＞0；當(dāng)ts＜0℃時，ε＜0。在工程計算中，空調(diào)工程中一般ts≤30℃，ε=4.19ts等濕球溫度線與ε=0等焓線非常接近，可近似認為等焓線即為等濕球溫度線。

4、濕球溫度2021/5/9383:B點的溫度tB即為A狀態(tài)空氣的濕球溫度ts

。濕球溫度在焓濕圖上的表示：1:在i－d圖上，找出已知狀態(tài)點A點；ABtB第三節(jié)濕球溫度2021/5/9392:由S點沿等i線與t＝45℃等溫線相交得A點。例1－4：已知B＝101325Pa，t＝45℃，ts＝30℃，試i－d在圖上確定該濕空氣狀態(tài)。解1：近似作圖法AStst3:A點即為所求的濕空氣狀態(tài)點。

4、濕球溫度2021/5/9402:由S點作ε=4.19ts的熱濕比線，該線與t＝45℃等溫線相交得A’點。解2：準(zhǔn)確作圖法A’Stst3:A’點即為所求的濕空氣狀態(tài)點。第三節(jié)濕球溫度2021/5/941三、干濕球溫度計利用普通水銀溫度計，將其球部用濕脫脂棉紗布包敷，則成為濕球溫度計。濕球溫度計指示溫度值為球表面水的溫度。只有在熱濕交換達到平衡，即穩(wěn)定條件下的讀數(shù)才為濕球溫度ts。干濕球溫度計是測定空氣溫度、濕度的一種儀器，有固定式和通風(fēng)式兩種。4、濕球溫度2021/5/942干濕球溫度計中平衡關(guān)系：空氣對濕球的傳熱量Q1與濕紗布上水分蒸發(fā)需熱量Q2相等，即Q1

＝Q2

。干濕球溫度計讀數(shù)差值的大小，間接反映了空氣相對濕度的狀況。例如：干球18度，濕球15度時，其度差3度之縱欄與濕球15度之橫欄交叉68度就是表示空氣的相對濕度為68%。實測應(yīng)用中，為保證空氣流速v≥2.5m/s，常采用通風(fēng)式干濕球溫度計。第三節(jié)濕球溫度2021/5/943濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)濕空氣的焓濕圖（學(xué)會焓濕圖上找點）濕球溫度（學(xué)會確定焓濕圖上確定濕球溫度）焓濕圖的應(yīng)用（學(xué)會各種空氣狀態(tài)變化在焓濕圖上的表示）1、濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)2021/5/944空氣狀態(tài)及其參數(shù)的確定獨立參數(shù)：空氣狀態(tài)變化過程在i－d圖上的表示（6大空氣狀態(tài)變化過程）兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算5、焓濕圖的應(yīng)用2021/5/9451空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類2021/5/946

一次回風(fēng)系統(tǒng)簡圖1－過濾器2－換熱器3－風(fēng)機4－消聲器4－送風(fēng)口6－回風(fēng)口2021/5/9472021/5/948例1－4：已知B＝101325Pa，t＝20℃，φ＝60％，確定其ts、tl

。ALtl3:S、L點對應(yīng)的溫度ts、tl即為A狀態(tài)空氣的濕球溫度ts和露點溫度tl

。解：1:在i－d圖上，找出已知狀態(tài)點A點；Sts一、空氣狀態(tài)及其參數(shù)的確定第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/949二、空氣狀態(tài)變化過程在i－d圖上的表示A1、等濕（干式）加熱過程途徑：加熱器加熱加熱器：表面式空氣加熱器、電加熱器熱源：熱水、蒸汽及電能等狀態(tài)變化：等濕、增焓、升溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/950二、空氣狀態(tài)變化過程在i－d圖上的表示BA加熱器加熱1、等濕（干式）加熱過程途徑：加熱器加熱加熱器：表面式空氣加熱器、電加熱器熱源：熱水、蒸汽及電能等狀態(tài)變化：等濕、增焓、升溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/951二、空氣狀態(tài)變化過程在i－d圖上的表示BA加熱器加熱1、等濕（干式）加熱過程加熱量？（顯熱？潛熱）加濕量？第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/952BA加熱器加熱2、等濕（干式）冷卻過程途徑：表冷器冷卻，冷表面溫度高于空氣露點溫度冷源：冷水或其它冷媒狀態(tài)變化：等濕、減焓、降溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/953BCA加熱器加熱表冷器冷卻2、等濕（干式）冷卻過程途徑：表冷器冷卻，冷表面溫度高于空氣露點溫度冷源：冷水或其它冷媒狀態(tài)變化：等濕、減焓、降溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/954BCA加熱器加熱表冷器冷卻2、等濕（干式）冷卻過程加熱量？顯熱？潛熱？加濕量？第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/955BCA固體吸濕劑吸濕3、等焓減濕過程途徑：固體吸濕劑（如硅膠）吸濕狀態(tài)變化：等焓、減濕、升溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/956BCDA固體吸濕劑吸濕i=const3、等焓減濕過程途徑：固體吸濕劑（如硅膠）吸濕狀態(tài)變化：等焓、減濕、升溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/957BCDA固體吸濕劑吸濕i=const3、等焓減濕過程加熱量？顯熱？潛熱？加濕量or除濕量？第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/958BCDA循環(huán)水噴淋4、等焓加濕過程途徑：噴水室噴淋循環(huán)水冷源：循環(huán)水循環(huán)水溫將穩(wěn)定在濕球溫度上狀態(tài)變化：等焓、加濕、降溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/959BCDEA循環(huán)水噴淋i=const4、等焓加濕過程途徑：噴水室噴淋循環(huán)水冷源：循環(huán)水循環(huán)水溫將穩(wěn)定在濕球溫度上狀態(tài)變化：等焓、加濕、降溫過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/960BCDEA循環(huán)水噴淋i=const4、等焓加濕過程過程：加熱量？顯熱or潛熱？加濕量or除濕量？第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/961BCDEA噴干蒸汽5、等溫加濕過程途徑：噴干蒸汽冷源：100℃左右的蒸汽狀態(tài)變化：等溫、加濕、增焓過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/962BCFDEA噴干蒸汽5、等溫加濕過程途徑：噴干蒸汽冷源：100℃左右的蒸汽狀態(tài)變化：等溫、加濕、增焓過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/963BCFDEA噴干蒸汽5、等溫加濕過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用加熱量？顯熱or潛熱？加濕量or除濕量？2021/5/964BCFDEA6、減濕冷卻（冷卻干燥）過程途徑：表冷器（噴水室）冷卻，冷表面溫度（水溫）低于空氣露點溫度冷源：冷水或其它冷媒狀態(tài)變化：減濕、減焓、降溫第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/965BCFDEGA6、減濕冷卻（冷卻干燥）過程途徑：表冷器（噴水室）冷卻，冷表面溫度（水溫）低于空氣露點溫度冷源：冷水或其它冷媒狀態(tài)變化：減濕、減焓、降溫第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/966BCFDEGA6、減濕冷卻（冷卻干燥）過程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用加熱量？顯熱or潛熱？加濕量or除濕量？2021/5/967注意：第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用LO為了便于控制，等焓加濕、冷卻減濕過程一般是處理到機器露點。機器露點：處理終態(tài)點的等d線與φ＝90％～95％的交點。噴水室比表冷器具有較高的φ值。2021/5/968熱濕比ε＝±∞及ε＝0兩條線，將i－d圖分為四個象限。BCDEAε=0ε=0ε=＋∞ε=－∞ⅡⅠⅢⅣ象限ε狀態(tài)參數(shù)變化趨勢過程特征idtⅠε＞0＋＋±增焓增濕Ⅱε＜0＋－＋增焓減濕升溫Ⅲε＞0－－±減焓減濕Ⅳε＜0－＋－減焓增濕降溫空氣狀態(tài)變化的四個象限第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/969

若有兩種不同狀態(tài)的空氣A與B，其質(zhì)量分別為GA與GB，混合后狀態(tài)為C，質(zhì)量為GC，據(jù)質(zhì)量與能量守恒原理，則有：三、兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/5/970

若有兩種不同狀態(tài)的空氣A與B，其質(zhì)量分別為GA與GB，混合后狀態(tài)為C，質(zhì)量為GC，據(jù)質(zhì)量與能量守恒原理，則有：（1）（2）三、兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用混合前能量=混合后能量混合前水蒸氣量=混合后水蒸氣量2021/5/971

若有兩種不同狀態(tài)的空氣A與B，其質(zhì)量分別為GA與GB，混合后狀態(tài)為C，質(zhì)量為GC，據(jù)質(zhì)量與能量守恒原理，則有：（3）（4）三、兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用A能量的增加=B能量的減少A水蒸氣量的增加=B水蒸氣量