空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件

1、 第 一 章湿空气的物理性质和焓湿图的应用 1-1 湿空气的组成和物理性质 一、湿空气的组成 大气 多种气体-干空气 水蒸汽 湿空气 杂质 干空气 混合气体（02、N2、CO2） 干空气的组成比较稳定。 水蒸气在湿空气中占有的百分比是经常变化的， 虽然湿空气中水蒸气的含量很少，但它对湿空气状态 变化的影响却很大。 1-1 湿空气的组成和物理性质二、湿空气的状态参数 空气的物理性质除和组成成分有关外，还决定于它所处的状态。常用P、T、V等来描述. 干空气为理想气体，而水蒸汽也可视为理想气体。因此湿空气也可近视为理想气体。 所以： 湿空气可由下列理想气体状态方程表示 二、湿空气的状态参数 当气体的

2、总质量以（摩）为单位时，1 mol物质的质量称为摩尔质量，以M表示，单位为kg/mol。 1 mol物质的体积称为摩尔体积，用Vm表示， 。对于理想气体，由式（1-1）可得： 令 ， 则得 根据阿伏伽德罗定律，在同温、同压下，所有气体 的摩尔体积都相等。 摩尔气体常数： 当气体的总质量以（摩）为单位时，1 mol物质的 任何一种气体的气体常数就可按下式样确定： 由此可以得出干空气和水蒸气的气体常数 脚标： a - 干空气 V - 水蒸汽 任何一种气体的气体常数就可按下式样确定：(一）压力 、大气压力 环绕地球的空气层对单位地球表面积形成 的压力。 注意： 大气压力常数 （随海拔高度、季节、气候

3、等因素变化） 工作压力： 仪表上指示的压力。（也称表压力） 绝对压力： 当地大气压工作压力 即 P = B + P表 （1-4） 只有绝对压力才是湿空气的状态参数。(一）压力、水蒸汽分压力 湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并具有与湿空气相同的温度时，所产生的压力，称之为水蒸汽分压力。 道尔顿定律： 混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和。并且各种气体都具有相同的体积和温度。 因此 a + v 或 a + v、水蒸汽分压力、温度 表示空气的冷热程度。 温度的高低用“温标”来衡量。 常用： 绝对温标，符号为T，单位为K； 摄氏温标，符号为 t，单位为C ； 华氏温标， 符号为 t，单位为F

4、； 前两者温标的换算关系为； t = T - 273.15 T 273 （1-7） 注意：分子运动得越激烈，温度越高。、温度、含湿量 1kg干空气所带有的水蒸气质量，称为含湿量，即 式中 ： mv湿空气中水蒸汽的质量。 ma湿空气中干空气的质量。 若湿空气中含有1kg干空气及kg水蒸气，则湿空气质量应为(1+d)。 、含湿量对于水蒸气 （1-9）对于干空气： （1-10） 把Rv、Ra带入以上各式整理后得： 由上式可知：当，Pv与d近似直线关系。 即： vd d = c, B v ;v 。对于水蒸气 、相对湿度 饱和空气：含有最大限度水蒸汽的湿空气。 相对湿度 :pv与同温度下pv,s之比。

5、由上式可知： 吸水能力 ； 吸水能力； 干空气 ； =饱和空气 。、相对湿度 与d虽然都是表示空气湿度的参数，但意义却有不同: 表示空气接近饱和的程度，却不能表示水蒸气含量的多少；而d恰与之相反，能表示水蒸气的含量，却不能表示空气的饱和的程度。 还可用另外的形式来表达： 即： (1-14)空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件、焓 在对空气进行加热和冷却时，常需要确定空气吸收或放出的热量。通常用焓来计算。 湿空气的焓等于干空气焓和水蒸气的焓的之和，即 湿空气的比焓通常以单位质量的干空气为基准计算，即、焓由热工基础可知： 当，h热交换量即： （1-16） 1kg干空气的焓和dk

6、g水蒸气的焓两者的总和，称为（d）kg湿空气的焓。取的干空气和的水的焓值为，则湿空气的焓表示如下： (1-17) (1-18) 由热工基础可知： 湿空气焓的计算式为 或： 显热 潜热 注： 湿空气焓的计算式为 6、密度和比容 单位容积空气所具有的质量称为密度； 单位质量空气所占有的容积称为比体积注意：两者互为倒数，只能视为一个状态参数。 即：6、密度和比容由前可知： 湿空气的密度为干空气密度与水蒸气密度之和，即整理后得 由前可知： 干空气、水蒸气及湿空气三者之间的关系干空气、水蒸气及湿空气三者之间的关系 1-2 湿空气的焓湿图一、焓湿图的制做 在空调工程中为避免空气状态参数的繁琐公式计算又反映

7、空气状态的变化过程，因此需要一个线算图。二、表示法： 1等焓线h和等含湿量d线 2等温线 t 根据h=1.01t+(2500+1.84t)d制作 3. 等相对湿度线 4水蒸汽分压力线Pq线与d线对应 1-2 湿空气的焓湿图空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件5热湿比线 空气在h-d由状态A状态B的直线连线就代表空气的状态变化过程线。 为了说明空气状态的变化方向和特征，常用状态变化前后焓差和含湿量差的比值来表示，称为热湿比： A B5热湿比线空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件例题4： 1）用平行法确定空气终状态 2）用辅助点法绘制热湿比线B对h-d图的影

8、响 由公式 可知： B C， = C，d不同； 当B d，B d； ，h-d也随之变化。另 空气变化不大，一般在 .3-1.1kg/m 在计算中常取1.2 kg/m。例题4： 1）用平行法确定空气终状态1-3 干、湿球温度和露点温度一、干湿球温度： 干球温度：t 湿球温度：tW二、湿球温度 tW在 h-d 图上的表示 设：tBb tA 当AB可近似认为是h = C 但严格说：hC，而是 (1-28)1-3 干、湿球温度和露点温度空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件 (1-29) 当A= 4.19ts到达饱和状态S，tstB 但=4.149tW与=0的等焓线非常接近,当tW

9、=0 ,两线重合。三、露点温度td 空气（d线），最终达到饱和时的温度。四、三者在h-d图上的表示空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件 h tA A 由图可知： t = tA tW = tB tB B td= tc tc C d t、 tW、 td三者之间在h-d图上的表示 空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件 1-4 焓湿图的应用一、空气状态变化过程在h-d图上的表示 G B A F D c E 1-4 焓湿图的应用空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件 1. 等湿加热过程 AB

10、 特点： d=0 h0 t0 设备： 电加热器。 2. 等湿冷却过程 AC 特点： d=0 h0 = - 设备： 表面式冷却器。 1. 等湿加热过程 AB3. 减湿冷却 AD 特点： d 0 h 0 0 设备： 表面式冷却器，喷水室。 4. 等焓减湿过程 AG 特点： d0 h=0 =0 处理介质： 固体吸湿剂。3. 减湿冷却 AD 5. 等焓加湿过程 AE 特点： d0 h=0 =0 设备 喷水室。 6. 等温加湿过程 AF 特点： 通过向空气中喷蒸汽而实现的。 因为空气中增加水蒸汽后， h =dhq 其值由hq=2500+1.84tq计算 5. 等焓加湿过程 AE 当t = 100时则：

11、故为等温加湿过程。 设备： 喷水室，空气加湿器。 以上介绍了空气调节中常用的六种典型空气状态变化过程。 当t = 100时则：表1-3 空气状态变化的四个象限及特征表表1-3 空气状态变化的四个象限及特征表 二、两种不同状态空气混合过程计算 设：qA（hA,dA）和qB（hB,dB）混合 由热、湿平衡方程有 qAhA + qBhB = qchc （1-30） qAdA + qBdB = qcdc （1-31） 化简综合后可得： （1-33） （1-34） 二、两种不同状态空气混合过程计算空气调节技术-第一章-湿空气的物理性质和焓湿图的应用课件 由前可知：在h-d图上 是直线BC的斜率， 而 是

12、直线CA的斜率。 BC和CA斜率相等，故两直线平行。 而且C又为公共点，因此A、B、C在同一直线上。 由三角形相似原理及式（1-33），从图1-15可得下式： （1-35） 上式说明C将线段AB分成两段，两段长度之比和参与混合的两种空气的质量成反比，C点靠近质量大的空气状态一端。 以上即为“混合规律”。 由三角形相似原理及式（1-33），从图1-15可得本章要点：1、空气的组成成分很多，也很复杂，但在空调技术中只 把空气当作干空气和水蒸汽两部分组成的混合气体对 待。2、空气中水蒸汽的含量虽然很少，但含量却不是定值，而 且不稳定，极易在各种因素的影响下发生变化，从而引 起空气干、湿程度的改变，进而对人的舒适感、产品产 量质量、工艺过程和设备的维护等产生不利影响。3、描述空气状态的参数分为四大类， 即：压力类参数(绝对压力、大气压力、水蒸气分压力) 温度类参数（干球温度、湿球温度、露点温度）、 湿度类参数(含湿量、相对湿度) 能量类参数(焓)。本章要点：4、空气状态参数之间的关系有关系式和二维线算图两种表示方式，在大气压力一定的前提下，知道两个独立的参数，就可以利用关系式或二维线算图计算或查找出其他参数。5、焓湿图不仅可以确定空气状态、查找