濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖37096

章濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖

2021/6/271主要內(nèi)容第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)1第二節(jié)濕空氣的焓濕圖23第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度

2第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用

472021/6/272１、大氣的組成成分：水蒸氣、氧氣、二氧化碳等。２、干空氣：由各種氣體成分組成，空調(diào)中視為穩(wěn)定的混合物。３、濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸氣組成，空調(diào)工程中稱(chēng)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。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)一、濕空氣2021/6/2734、濕空氣的相關(guān)概念干空氣、飽和空氣、未飽和空氣；濕度（絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量）；比焓（換熱器中熱量）；密度和比容；露點(diǎn)溫度（露點(diǎn)溫度和機(jī)器露點(diǎn)溫度）；濕球溫度第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/274第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/275

c、滿(mǎn)足理想氣體的狀態(tài)方程與道爾頓定律ＰＶ＝mＲＴ干空氣：Ｐg(shù)Ｖ＝mgＲgＴ水蒸汽：ＰqＶ＝mqＲqＴＢ＝Ｐg(shù)＋Ｐqb、水蒸氣數(shù)量微小，分壓力很低，比容很大，且處于過(guò)熱狀態(tài)，因此可以當(dāng)作理想氣體來(lái)處理。理論基礎(chǔ)：濕空氣中水蒸氣含量雖少，但它決定了空氣環(huán)境的干燥和潮濕程度，且影響著濕空氣的物理性質(zhì)。因此研究濕空氣中水蒸氣含量的調(diào)節(jié)是空氣調(diào)節(jié)中的主要任務(wù)之一。

a、在常溫常壓下，濕空氣可視為理想氣體?？梢杂美硐霘怏w狀態(tài)方程描述其狀態(tài)參數(shù)。第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)二、濕空氣狀態(tài)參數(shù)2021/6/2763、濕空氣的含濕量d

濕空氣中的水蒸汽密度與干空氣密度之比。

(Kg/Kg·干)第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)1、壓力2、溫度2021/6/2774、相對(duì)濕度

飽和含濕量——在一定溫度下，飽和空氣中的水蒸汽量已達(dá)到了最大限度，不再具有吸濕能力，即為該溫度下濕空氣的飽和含濕量db。潮濕能力比較t1＝20℃，d1＝14.7g/kg干空氣，d1b＝14.7g/kg干空氣t2＝30℃，d2＝20g/kg干空氣，d2b＝27g/kg干空氣第一種狀態(tài)的濕空氣是否比第二種狀態(tài)的濕空氣潮濕？第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/2784、相對(duì)濕度

濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下的飽和濕空氣的水蒸汽壓力之比；它表征濕空氣中水蒸汽接近飽和含量的程度。

濕空氣的相對(duì)濕度與含濕量之間的關(guān)系可導(dǎo):

第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/2795、濕空氣的焓i

空調(diào)工程中，空氣壓力變化很小，可近似于定壓過(guò)程，因此可直接用空氣的焓變化來(lái)度量空氣的熱量變化。干空氣的焓

+水蒸汽的焓

tCiqpq.2500+=（1+d）千克濕空氣的焓為

注意：濕空氣的t、d、φ和i四個(gè)物理量都是獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)或)84.12500(01.1)2500(..tdtdtCtCiqpgp++=++=第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/27106、濕空氣的密度

單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量，稱(chēng)為密度

濕空氣的密度＝干空氣密度+水蒸氣密度一般取

=1.2Kg/m3第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)2021/6/2711

在空氣調(diào)節(jié)中，經(jīng)常需要確定濕空氣的狀態(tài)及其變化過(guò)程。確定方法有：按公式計(jì)算；查表；查焓濕圖。

焓濕圖的作用：簡(jiǎn)化計(jì)算；直觀描述濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/6/2712為了簡(jiǎn)化工程計(jì)算，發(fā)展了濕空氣參數(shù)的圖解表示法，并被稱(chēng)為焓濕圖。RichardMolllier首先使用了這種用比焓作為坐標(biāo)的圖表。ASHRAE已經(jīng)建立了五種Mollier型圖，這些圖覆蓋了需要的各種參數(shù)的范圍。

焓濕圖1a、1b、1Ha和1Hb適用于海平面；海拔高度用英制單位和

SI單位表示分別為5000ft(150Om)情況下的數(shù)據(jù)。ASHRAE圖

1覆蓋了標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下各種參數(shù)的正常范圍。這些圖都基于精確的數(shù)據(jù)，與理想氣體方程吻合得很好。

PSYCH的計(jì)算機(jī)程序可以進(jìn)行大量更普通的工程計(jì)算。

第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/6/2713濕空氣的焓濕圖

濕空氣的狀態(tài)取決于溫度t、含濕量d和大氣壓力B三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)。第二節(jié)濕空氣的焓濕圖i-d圖以i為縱坐標(biāo)，含濕量d為橫坐標(biāo)在一定的大氣壓P下繪制而成的（不同大氣壓i-d圖不同），兩坐標(biāo)間的夾角為135°。其構(gòu)成包括：等焓線(xiàn)、等含濕量線(xiàn)、等溫線(xiàn)、等相對(duì)濕度線(xiàn)、等水蒸汽分壓線(xiàn)和熱濕比線(xiàn)。2021/6/271415

焓濕圖2021/6/27151、等i線(xiàn)及等d線(xiàn)2、等溫線(xiàn)

ｉ＝1.01t＋(2500＋1.84t)d＝a＋bd

3、水蒸氣分壓力標(biāo)尺

Pq＝B·d/(0.622＋d)＝f(d)4、等相對(duì)濕度線(xiàn)

Pq,b＝f(t)Pq＝

·Pq,b截距斜率第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/6/2716第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/6/27175、熱濕比線(xiàn)BdAdBAiAiB空氣狀態(tài)變化在i-d圖上的表示第二節(jié)濕空氣的焓濕圖2021/6/2718

理論上，濕球溫度是指在定壓絕熱條件下，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(chēng)熱力學(xué)濕球溫度。設(shè)有一空氣與水直接接觸的小室，保證二者有充分的接觸表面積和時(shí)間，空氣以P，t1，d1，i1狀態(tài)流入，以飽和狀態(tài)P，t2，d2，i2流出，由于小室為絕熱的，所以對(duì)應(yīng)于每公斤干空氣的濕空氣，其穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式為：

i1＋（d2－d1）iw/1000＝i2iw＝4.19tw

＝（i2－i1）/（d2－d1）×1000＝4.19tw

在穩(wěn)定狀態(tài)下，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度等于水溫，即t2＝tw，所以，滿(mǎn)足上述各式的t2或tw即為進(jìn)口空氣狀態(tài)的絕熱飽和溫度，也稱(chēng)熱力學(xué)濕球溫度。

1、熱力學(xué)濕球溫度濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中至關(guān)重要第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度一、濕球溫度2021/6/2719在工程上，可以近似認(rèn)為等焓線(xiàn)即為等濕球溫度線(xiàn)。2、等濕球溫度線(xiàn)第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度2021/6/27201、已知大氣壓力B=0.1MPa，空氣溫度t1=18℃，=50%，空氣吸收了熱量Q=14000kJ/h和濕量W=2kg/h后，溫度為t2=25℃，利用h-d圖，求出狀態(tài)變化后空氣的其他狀態(tài)參數(shù)，h2，d2各是多少？2、已知大氣壓力為101325Pa，空氣狀態(tài)變化前的干球溫度t1=20℃，狀態(tài)變化后的干球溫度t2=30℃，相對(duì)濕度=50%，狀態(tài)變化過(guò)程的角系數(shù)。試用h-d圖求空氣狀態(tài)點(diǎn)的各參數(shù)、h1、d1各是多少？3、已知空氣干球溫度為24℃，濕球溫度16℃，如何利用焓濕圖確定空氣狀態(tài)點(diǎn)？

例題第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度2021/6/2721

利用普通水銀溫度計(jì)，將其球部用濕紗布包敷，則成為濕球溫度計(jì)，紗布纖維的毛細(xì)作用，能從盛水容器內(nèi)不斷地吸水以濕潤(rùn)濕球表面，因此，濕球溫度計(jì)所指示的溫度值實(shí)際上是球表面水的溫度。3、濕球溫度計(jì)第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度2021/6/2722空氣的露點(diǎn)溫度也是濕空氣的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，它與Pq和d相關(guān)，因而不是獨(dú)立參數(shù)。濕空氣的露點(diǎn)溫度定義為在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度。在i—d圖上(見(jiàn)圖1-12)，A狀態(tài)濕空氣的露點(diǎn)溫度即由A沿等d線(xiàn)向下與

=100%軸線(xiàn)交點(diǎn)的溫度。顯然當(dāng)A狀態(tài)濕空氣被冷卻時(shí)(或與某冷表面接觸時(shí))，只要濕空氣溫度大于或等于其露點(diǎn)溫度，則不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。因此，濕空氣的露點(diǎn)溫度也是判斷是否結(jié)露的判據(jù)。二、露點(diǎn)溫度第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度2021/6/2723空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度第三節(jié)濕球溫度與露點(diǎn)溫度2021/6/2724空氣的焓濕圖的應(yīng)用第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用1.確定空氣狀態(tài)參數(shù)2.表示空氣的處理過(guò)程(濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程和不同狀態(tài)空氣混合過(guò)程)3.確定空氣露點(diǎn)溫度和濕球溫度2021/6/2725一、濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程在焓濕圖上的表示

1、濕空氣的加熱過(guò)程

利用熱水、蒸汽及電能等熱源，通過(guò)熱表面對(duì)濕空氣加熱，則其溫度增高而含濕量不變。A

B,t>0,i>0,d=0,

＝＋

。處理設(shè)備：(電)空氣加熱器2、濕空氣的等濕冷卻過(guò)程

利用冷媒通過(guò)金屬等表面對(duì)濕空氣冷卻，在冷表面溫度等于或大于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣不會(huì)凝結(jié)，因此其含濕量不變而溫度降低。A

C,t<0,i<0,d=0,

＝－

。處理設(shè)備：表面式冷卻器，噴水室第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/6/27263、濕空氣的等焓加濕過(guò)程

利用定量的水通過(guò)噴灑與一定狀態(tài)的空氣長(zhǎng)時(shí)間直接接觸，則水及其表面的飽和空氣層的溫度等于濕空氣的濕球溫度。因此，此時(shí)空氣狀態(tài)的變化過(guò)程（A

E）近似于等焓過(guò)程，

＝4.19ts。

A—E:d>0,t<0,i=0

處理設(shè)備：噴水室4、濕空氣的等焓減濕過(guò)程

利用固體吸濕劑干燥空氣時(shí)，濕空氣的部分水蒸氣在吸濕劑的微孔表面上凝結(jié)，濕空氣含濕量降低，溫度升高，其過(guò)程（A

D）近似于等焓降濕過(guò)程。

A—D:d<0,t>0,i=0

處理設(shè)備：固體吸濕劑第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/6/27275、濕空氣的等溫加濕過(guò)程

向空氣中噴干蒸汽，其熱濕比

＝iq＝2500＋1.84tq，對(duì)于低壓蒸汽

2500＋1.84t，即該過(guò)程（A

F）近似于等溫加濕過(guò)程。

A—F:d>0,i>0,t=0

處理設(shè)備：蒸汽加濕器，噴水室6、濕空氣的等溫減濕過(guò)程

A—H:d<0,i<0,t=0

處理設(shè)備：液體吸濕劑7、濕空氣的冷卻去濕過(guò)程

使?jié)窨諝馀c低于其露點(diǎn)溫度的冷表面接觸，則濕空氣不僅降溫而且脫水，因此可實(shí)現(xiàn)冷卻干燥過(guò)程（A

G）。

A—G:t<0,i<0,d<0

處理設(shè)備：表面式冷卻器，噴水室第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/6/2728圖1-13幾種典型的濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程電加熱器表面式冷卻器固體吸濕劑表面式冷卻器冷媒冷媒凝結(jié)水蒸汽2021/6/2729幾種典型的空氣處理過(guò)程第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/6/2730第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用2021/6/2731二、不同狀態(tài)空氣的混合態(tài)在i－d圖上的確定

1、混合定律空氣混合遵守質(zhì)量、能量守恒，則：由以上兩式得：因此，A，C，B在同一直線(xiàn)上，而且有：顯然，參與混合的兩種空氣的質(zhì)量比與C點(diǎn)分割兩狀態(tài)聯(lián)線(xiàn)的線(xiàn)段長(zhǎng)度成反比。據(jù)此，在i－d圖上求混合狀態(tài)時(shí)，只需將線(xiàn)段AB劃分成滿(mǎn)足GA／GB比例的兩段長(zhǎng)度，并取C點(diǎn)使其接近空氣質(zhì)量大的—端，而不必用公式求