第五章湿空气

1、内内容容回回顾顾cpcTcTABCACBcTTcTT cppcpp3a3b3d3e3c3a3b3d3e3c2c2a2b2d2e2c2a2b2d2e1c1a1b1d1e1c1a1b1d1eTsp-v图，图，T-s图上的水蒸气定压加热过程图上的水蒸气定压加热过程pvcp一点，二线，三区，五态一点，二线，三区，五态(a)(b)(e)(d)(c)p1水和水蒸气状态参数的水和水蒸气状态参数的确定确定1、未饱和水及过热蒸汽、未饱和水及过热蒸汽确定任意两个独立参数，如：确定任意两个独立参数，如：p、T2、饱和水和干饱和蒸汽、饱和水和干饱和蒸汽确定确定p或或T3、湿饱和蒸汽、湿饱和蒸汽除除p或或T外，其它参数

2、与两相比例有关外，其它参数与两相比例有关!=饱和水饱和水+干饱和蒸汽干饱和蒸汽fmxmmvv干饱和蒸汽质量湿饱和蒸汽质量0 x 1)1 (yxxyy)1 ()1 ()1 (sxxssvxxvvhxxhhyyxyy已知已知p或或T(h,v,s,h,v,s)+干度干度x已知已知p或或T(h,v,s,h,v,s)+任意任意y (h, s, v)y yy = yy = yy y yt ts未饱和水未饱和水饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽饱和干蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽p=const:y (h, s, v)水和水蒸气热力性质图表水和水蒸气热力性质图表表有两类表有两类:2、未饱和水和过热蒸汽表未饱

3、和水和过热蒸汽表1、饱和水和干饱和蒸汽饱和水和干饱和蒸汽表表4-6 水蒸气的热力过程水蒸气的热力过程热力过程：热力过程： p s T v 1. 水蒸气的定压过程水蒸气的定压过程q = h wt = 0 w = p(v2-v1)锅炉、换热器锅炉、换热器2. 水蒸气的绝热过程水蒸气的绝热过程汽轮机、水泵汽轮机、水泵q = 0t12whhh 3. 水蒸气的定温过程水蒸气的定温过程4. 水蒸气的定容过程水蒸气的定容过程qTdsT stwqhuqw0w)(21ppvvdpwtuq第五章第五章 湿空气湿空气基本知识点基本知识点1.1.理解绝对湿度理解绝对湿度、相对湿度、含湿量相对湿度、含湿量3.3.熟练使

4、用湿空气的焓湿图。熟练使用湿空气的焓湿图。 4.4.掌握湿空气的基本热力过程的计算掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。和分析。 2.2.干球温度、湿球温度、露点温度干球温度、湿球温度、露点温度和热湿和热湿比等概念的定义式及物理意义。比等概念的定义式及物理意义。湿空气（湿空气（干空气干空气水蒸气水蒸气） 湿空气湿空气-含有水蒸气的空气。含有水蒸气的空气。 湿空气与一般理想混合气体的湿空气与一般理想混合气体的最大最大区别区别是水蒸气的成分可能变化是水蒸气的成分可能变化。分压低分压低理想气体理想气体混合物混合物vappp干空气干空气-不含有水蒸气的空气。不含有水蒸气的空气。5-1 5-1 湿空气的

5、性质湿空气的性质空调、通风、干燥空调、通风、干燥、冷却塔冷却塔冷却塔照片冷却塔照片湿空气的应用1、未饱和湿空气未饱和湿空气5.1.1 5.1.1 未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气饱和蒸汽饱和蒸汽 过热蒸汽过热蒸汽水蒸气水蒸气干空气干空气过热过热水蒸气水蒸气pv ps(T) Tspvps加入水蒸气加入水蒸气，pv2、饱和湿空气饱和湿空气干空气干空气饱和饱和水蒸气水蒸气pv ps(T) Tsps温度一定，不能温度一定，不能再加入水蒸气再加入水蒸气从未饱和到饱和的途径从未饱和到饱和的途径Tspvps1、 T 加水蒸气加水蒸气pvab3、 pv 不变，不变，Ta ba ddc2、 pv

6、 ，Ta c结露结露Td 露点温度露点温度 Td = Ts(pv) Td = Ts(pv)结露与露点结露与露点湿润的夏天水管上常出现水珠湿润的夏天水管上常出现水珠? 冷水管冷水管t=20oCTsdpv=0.04bar大气温度大气温度t=30oCtd=28.98oC干燥的冬天干燥的冬天pv小，小， td0.0 oC 结霜结霜 雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，只是雾生成在大气的近地面层中，而云生成在大气的较高层而已。云和雾的形成云和雾的形成浓雾浓雾湿空气中所含水蒸气的量湿空气中所含水蒸气的量5.1.2 湿空气的湿度湿空气的湿度vvvp VmR Tvvvvv1mpVR Tv1、

7、绝对湿度绝对湿度每每1m3湿空气中所含的水蒸气的质量湿空气中所含的水蒸气的质量kg水蒸气水蒸气/m3湿空气湿空气绝对湿度绝对湿度T , pv下水蒸气的密度下水蒸气的密度不常用不常用2、相对湿度、相对湿度 1 饱和湿空气饱和湿空气 vs0( )pp T在相同的温度下：在相同的温度下：vspp相对湿度相对湿度 0 干空气干空气 0 1 未饱和湿空气未饱和湿空气 表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度 反映所含水蒸气的饱和程度反映所含水蒸气的饱和程度 越干燥，吸水能力强越干燥，吸水能力强 越湿润，吸水能力低越湿润，吸水能力低 湿度与人体健康密切相关。因为人体只有

8、通过热代谢和水盐代谢湿度与人体健康密切相关。因为人体只有通过热代谢和水盐代谢才能维持生理平衡。比如，在炎热夏季，人体主要靠出汗、蒸发才能维持生理平衡。比如，在炎热夏季，人体主要靠出汗、蒸发散失多余的热量以维持散失多余的热量以维持37度体温。当空气湿度较小时，空气容易度体温。当空气湿度较小时，空气容易吸纳来自人体的水分，使之正常蒸发散热；而当空气湿度较大时，吸纳来自人体的水分，使之正常蒸发散热；而当空气湿度较大时，人体出汗蒸发受阻，体内多余的热量难以及时排出，人就感到闷人体出汗蒸发受阻，体内多余的热量难以及时排出，人就感到闷热难耐，甚至中暑。另外，高温高湿天气还会使人心烦意乱、急热难耐，甚至中暑

9、。另外，高温高湿天气还会使人心烦意乱、急躁、冲动，甚至行为失常；高温高湿还会引发红眼病大流行等。躁、冲动，甚至行为失常；高温高湿还会引发红眼病大流行等。湿气的侵入，还是风湿性关节炎、肥大性关节炎及腹泻、水肿、湿气的侵入，还是风湿性关节炎、肥大性关节炎及腹泻、水肿、食欲不振、胸闷、困倦、四肢酸楚等症的罪魁祸首。食欲不振、胸闷、困倦、四肢酸楚等症的罪魁祸首。 我国科学家研究指出，人体在气温我国科学家研究指出，人体在气温18-22度，相对湿度在度，相对湿度在50%左右最左右最舒适；当气温为舒适；当气温为26度，相对湿度达度，相对湿度达90%时，人的感觉温度犹如气温时，人的感觉温度犹如气温32度；而当

10、气温高于度；而当气温高于36度，相对湿度度，相对湿度在在50%以上时，中暑人数就会显著以上时，中暑人数就会显著增加。增加。可见，高温高湿的综合作用，可见，高温高湿的综合作用，对人体健康影响最大，提醒朋友们对人体健康影响最大，提醒朋友们注意防范。注意防范。 3 3、比湿度（含湿量）、比湿度（含湿量）vvvvvvvsvs287 461.90.6220.622aaaaaap VmR Tp Rpdp Vmp RpR Tpppppp湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准 v amdm比湿度比湿度kg水蒸气水蒸气/kg干空气干空气d？vspp以单位质量干空气为基准

11、，以单位质量干空气为基准，理想混合气体理想混合气体vvvaaaaam hm hHhhd hmmkJ/kg干空气干空气工程上，取工程上，取0oC时时5.1.3 5.1.3 比焓、比熵和比体积比焓、比熵和比体积温度温度t下下ha=0干空气的焓干空气的焓tTchpaa004. 1)273(干空气的焓干空气的焓水蒸气的焓水蒸气的焓tTchpvv859. 16 .2501)273(6 .2501)859. 16 .2501(004. 1tdth饱和水的焓饱和水的焓 hv =0湿空气的比熵湿空气的比熵取取273 K ,100kp下的熵为零下的熵为零.12122121lnlnppRTTcpdpRTdTcsp

12、p100ln287. 0273ln004. 1100ln273lnpTpRTcsapaa100ln4615. 0273ln859. 1100ln273lnpTpRTcsvpvvv vvvv( ,)( ,)( , )( , )( ,)( ,)a aaaaaam s T pm s T pS T ps T pmms T pd s T p kJ/kg干空气干空气.K100ln)4615.0287.0(273ln)859.1004.1(pdTddsssva1212ln)4615.0287.0(ln)859.1004.1(ppdTTds湿空气的容积湿空气的容积m3/kg干空气干空气aavmVv内内容容回回

13、顾顾第五章第五章 湿空气湿空气湿空气（湿空气（干空气干空气水蒸气水蒸气） 理想混合气体理想混合气体未饱和湿空气未饱和湿空气= （干空气干空气过热过热水蒸气水蒸气） 饱和湿空气饱和湿空气= （干空气干空气饱和饱和水蒸气水蒸气） pv ps(T) 从未饱和到饱和的途径从未饱和到饱和的途径Tspvps1、 T 加水蒸气加水蒸气pvab3、 pv 不变，不变，Ta ba ddc2、 pv ，Ta ce Td = Ts(pv)5.1.2 湿空气的湿度湿空气的湿度vvvvv1mpVR Tv1、绝对湿度绝对湿度 1 饱和湿空气饱和湿空气 vspp 0 干空气干空气 0 tw td5.1.55.1.5 湿空气

14、的焓湿图与湿空气的焓湿图与热湿比热湿比湿空气的参数很多，有多少独立的变量湿空气的参数很多，有多少独立的变量根据相律根据相律组元数组元数 2pb, h , d焓湿图焓湿图2rkf相数相数 13固定固定pb= 0.1MPa焓湿图的结构焓湿图的结构d=0 干空气干空气dh2、 h 线线1、d 线线 h 与与 t 很接近很接近 人为将人为将 h 旋转旋转45度度 h135度度)859. 16 .2501(004. 1tdthdh3、t 线线 正斜率的直线正斜率的直线 h定干球温度线定干球温度线t)859. 16 .2501(004. 1tdth0859. 12501)(Consttdht 但线束之间不

15、平行但线束之间不平行 dh是一组向上凸是一组向上凸的线的线 h定相对湿度线定相对湿度线t4、 线线饱和线饱和线 100%上部未饱和线上部未饱和线 下部无意义下部无意义 干空气干空气d=0 0)(tppsv100%)()(622. 0622. 0tpptppppdsbsvbv焓湿图的结构焓湿图的结构dhht( )0.622( )0.6220.6221sbsbbbp tdpp tppp(99.63)sbpp4、 线线100%ts=99.63oCdbvsvpptpp)(622. 0622. 0bbvpddpdpvbvpppd622. 0焓湿图的结构焓湿图的结构dhht5、 线线vp100%dvppv

16、与与d d近似成线性关系近似成线性关系焓湿图的结构焓湿图的结构dhht6、露点、露点td100%vppv下饱和下饱和湿空气湿空气1td焓湿图的结构焓湿图的结构dhht7、湿球温度、湿球温度tw100%vp绝热饱和温度绝热饱和温度tdtwtt tw td焓湿图的结构焓湿图的结构dhht8、热湿比、热湿比100%vp2121hhhdddConsth-d图上为直线图上为直线0:0,0hd :0,0hd :0,0hd :0,0hd 角系数：过程方向角系数：过程方向 与特与特征征4000焓湿图的结构焓湿图的结构dhht8、热湿比、热湿比100%vp4000124000已知初态已知初态1过程斜率已知过程斜

17、率已知可确定终态可确定终态焓湿图的结构焓湿图的结构dhht100%vp不同的不同的pb不同的不同的h-d图图5-2 5-2 湿空气的基本热力过程湿空气的基本热力过程 一、单纯加热或冷却过程一、单纯加热或冷却过程d不变不变12qdh1212122加热加热1 221kJ/kgqhh干空气放热放热1 221kJ/kgqhh干空气hh二、冷却去湿二、冷却去湿过程过程qdh12121234d1h1d4h4d1-d4hf41ddmf0)(1414hhddhhqf三、绝热加湿三、绝热加湿过程过程dh112d1h1d2h2d2-d1h水水1212hddhh水t1t2向空气中喷水，汽化潜热向空气中喷水，汽化潜热来自空气本身，来自空气本身，t蒸发冷却过程蒸发冷却过程12hhdt0四、加热加湿四、加热加湿过程过程dh112d1h1d2h2d2-d1h水水1212qhddhh水t1t2212121qhhddhhh水qh2h1设设t不变不变 12设设 不变不变 133h3123aaammm五、绝热混合五、绝热混合过程过程1 12233aaam