热力学第九章-湿空气第一部分课件

研究对象

无化学反应的理想气体混合物例：锅炉烟气CO2,CO,H2O,N2燃气轮机中的燃气空调工程中的湿空气水蒸气含量低，稀薄，当作理想气体水蒸气含量可变化，单独研究研究对象无化学反应的理想气体混合物例：锅炉烟气CO2,本章主要内容

1、成分描写2、分压定律和分容积定律3、混合物参数计算4、湿空气本章主要内容1、成分描写2、分压定律和分容积定律3、混合物基本要求理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念及相关状态参数的计算；了解并掌握绝对湿度、相对湿度、含湿量等基本概念，并掌握其基本计算；理解湿空气的比焓的概念与能量基准，掌握湿空气状态参数的测定，湿空气的干球温度和湿球温度；理解露点温度、绝热饱和温度等概念；掌握湿空气的焓湿图，对湿空气的各种热力过程能正确计算。基本要求理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念§9-1混合气体的成分

第i种组元气体的质量成分：设混合气体由1,2,3,…,i,…k种气体组成各组元质量成分之和为1MassFraction§9-1混合气体的成分第i种组元气体的质量成分：设摩尔成分molefraction设混合气体由1,2,3,…,i,…k种气体组成摩尔数第i种组元气体的摩尔成分：各组元摩尔成分之和为1摩尔成分molefraction设混合气体由1,2,平均摩尔质量M和折合气体常数Rg设混合气体的平均摩尔质量为M，摩尔数为n，则混合气体质量折合气体常数平均摩尔质量为MGasconstantofgasmixture平均摩尔质量M和折合气体常数Rg设混合气体的平均摩尔质量为M与xi的换算已知xi与xi的换算已知xi§9-2

分压定律和分容积定律Dalton’slawofadditivepressures:Thepressureofagasmixtureisequaltothesumofthepressureseachgaswouldexertifitexistedaloneatthemixturetemperatureandvolume

pTVpTVpTVpTV分压力pipartialpressure§9-2分压定律和分容积定律Dalton’slawo分压定律pTVpTVpTVpTV分压力pi分压定律pTVpTVpTVpT压力是分子对管壁的作用力分压定律的物理意义

混合气体对管壁的作用力是组元气体单独存在时的作用力之和理想气体模型1.

分子之间没有作用力2.

分子本身不占容积

分压力状态是第i种组元气体的实际存在状态压力是分子对管壁的作用力分压定律的物理意义质量成分与混合物气体常数kJ/kg.K质量成分与混合物气体常数kJ/kg.KAmagat’slawofadditivevolumes:

Thevolumeofagasmixtureisequaltothesumofthevolumeseachgaswouldoccupyifitexistedaloneatthemixturetemp.andpressure

pTVpTVpTVpTV分容积VipartialvolumeAmagat’slawofadditivevolum分容积定律pTVpTVpTVpTV分容积Vi容积成分＝摩尔成分volumefraction分容积定律pTVpTVpTVpT为什么引入分容积定律混合气体的测量成分分析仪

得到

分压力状态是第i种组元气体的实际存在状态为什么引入分容积定律混合气体的测量成分分析仪得到§9-3混合气体的参数计算质量，摩尔数，压力，容积，热力学能，焓，定压比热容，定容比热容，熵，Ex总参数加和性总参数是各组元在分压力状态下的分参数之和（除总容积）§9-3混合气体的参数计算质量，摩尔数，压力，容积，热混合物总参数的计算质量守恒摩尔数守恒

分压定律混合物总参数的计算质量守恒摩尔数守恒分压定律混合物比参数的计算加权性[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各组成气体混合气体热力学能混合物比参数的计算加权性[kJ/kg][kJ/kmol]注意混合物比参数的计算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各组成气体混合气体焓混合物比参数的计算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定压比热容[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定容比热容混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]熵[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]ex混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]熵混合物容积的计算分容积定律总容积比容[m3/kg][m3/kmol]混合物容积的计算分容积定律总容积比容[m3/kg][m3/k§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增

典型的不可逆过程ABp

TxA

p

TxB

p

T1molA+B§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增典型§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增ABp

TxB

p

TxA

p

T1molA+B多组元§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增ABpTxBp同T同p下理想气体绝热混合熵增的说明1、混合熵增仅与xi有关，与气体种类无关0.2kmolO2与0.8kmolN2

，同T同p下混合成1kmol0.2kmolH2与0.8kmolO2

，同T同p下混合成1kmol混合熵增2、似乎同种气体同T同p下混合熵增也等于上式但根据熵的广延性，同种气体同T同p下混合熵增等于0吉布斯佯谬无分压力概念同T同p下理想气体绝热混合熵增的说明1、混合熵增仅与xi有关同T同p下理想气体绝热混合Ex损失ABp

TxA

p

TxB

p

T1molA+B混合前混合后混合前后Ex损失同T同p下理想气体绝热混合Ex损失ABpTxApT同T同p下理想气体绝热混合焓Ex损失同T同p下理想气体绝热混合焓Ex损失举例O2N2绝热刚性容器中，p1,O2=0.5MPa,nO2=0.6kmol的氧气与p1,N2=0.8MPa,nN2=0.4kmol氮气实现等温混合，试求混合气体的压力和混合熵增。解：举例O2N2绝热刚性容器中，p1,O2=0.5MPa,nO举例解答O2N2举例解答O2N2举例解答混合熵增举例解答混合熵增举例若两种气体皆为氧气，混合气体的压力和混合熵增又为多少。举例若两种气体皆为氧气，混合气体的压力和混合熵增又为多少。熵是状态参数，具有可加性

不同参数的混合熵熵是状态参数，具有可加性不同参数的混合熵湿空气＝（干空气＋水蒸气）空调、通风、烘干、冷却塔、储存§9-5湿空气的性质

湿空气与一般理想混合气体的最大区别是水蒸气的成分可能变化。分压低理想混合气体DryairAtmosphericair湿空气＝（干空气＋水蒸气）饱和蒸汽

1、未饱和湿空气未饱和湿空气和饱和湿空气过热蒸汽水蒸气干空气＋过热水蒸气pv<ps(T)

Tspvps加入水蒸气，pvInsaturatedair饱和蒸汽1、未饱和湿空气未饱和湿空气和饱和湿空气过热蒸精品课件！精品课件！精品课件！精品课件！2、饱和湿空气未饱和湿空气和饱和湿空气干空气＋饱和水蒸气pv＝ps(T)

Tsps温度一定，不能再加入水蒸气Saturatedair2、饱和湿空气未饱和湿空气和饱和湿空气干空气pv＝ps(研究对象

无化学反应的理想气体混合物例：锅炉烟气CO2,CO,H2O,N2燃气轮机中的燃气空调工程中的湿空气水蒸气含量低，稀薄，当作理想气体水蒸气含量可变化，单独研究研究对象无化学反应的理想气体混合物例：锅炉烟气CO2,本章主要内容

1、成分描写2、分压定律和分容积定律3、混合物参数计算4、湿空气本章主要内容1、成分描写2、分压定律和分容积定律3、混合物基本要求理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念及相关状态参数的计算；了解并掌握绝对湿度、相对湿度、含湿量等基本概念，并掌握其基本计算；理解湿空气的比焓的概念与能量基准，掌握湿空气状态参数的测定，湿空气的干球温度和湿球温度；理解露点温度、绝热饱和温度等概念；掌握湿空气的焓湿图，对湿空气的各种热力过程能正确计算。基本要求理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念§9-1混合气体的成分

第i种组元气体的质量成分：设混合气体由1,2,3,…,i,…k种气体组成各组元质量成分之和为1MassFraction§9-1混合气体的成分第i种组元气体的质量成分：设摩尔成分molefraction设混合气体由1,2,3,…,i,…k种气体组成摩尔数第i种组元气体的摩尔成分：各组元摩尔成分之和为1摩尔成分molefraction设混合气体由1,2,平均摩尔质量M和折合气体常数Rg设混合气体的平均摩尔质量为M，摩尔数为n，则混合气体质量折合气体常数平均摩尔质量为MGasconstantofgasmixture平均摩尔质量M和折合气体常数Rg设混合气体的平均摩尔质量为M与xi的换算已知xi与xi的换算已知xi§9-2

分压定律和分容积定律Dalton’slawofadditivepressures:Thepressureofagasmixtureisequaltothesumofthepressureseachgaswouldexertifitexistedaloneatthemixturetemperatureandvolume

pTVpTVpTVpTV分压力pipartialpressure§9-2分压定律和分容积定律Dalton’slawo分压定律pTVpTVpTVpTV分压力pi分压定律pTVpTVpTVpT压力是分子对管壁的作用力分压定律的物理意义

混合气体对管壁的作用力是组元气体单独存在时的作用力之和理想气体模型1.

分子之间没有作用力2.

分子本身不占容积

分压力状态是第i种组元气体的实际存在状态压力是分子对管壁的作用力分压定律的物理意义质量成分与混合物气体常数kJ/kg.K质量成分与混合物气体常数kJ/kg.KAmagat’slawofadditivevolumes:

Thevolumeofagasmixtureisequaltothesumofthevolumeseachgaswouldoccupyifitexistedaloneatthemixturetemp.andpressure

pTVpTVpTVpTV分容积VipartialvolumeAmagat’slawofadditivevolum分容积定律pTVpTVpTVpTV分容积Vi容积成分＝摩尔成分volumefraction分容积定律pTVpTVpTVpT为什么引入分容积定律混合气体的测量成分分析仪

得到

分压力状态是第i种组元气体的实际存在状态为什么引入分容积定律混合气体的测量成分分析仪得到§9-3混合气体的参数计算质量，摩尔数，压力，容积，热力学能，焓，定压比热容，定容比热容，熵，Ex总参数加和性总参数是各组元在分压力状态下的分参数之和（除总容积）§9-3混合气体的参数计算质量，摩尔数，压力，容积，热混合物总参数的计算质量守恒摩尔数守恒

分压定律混合物总参数的计算质量守恒摩尔数守恒分压定律混合物比参数的计算加权性[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各组成气体混合气体热力学能混合物比参数的计算加权性[kJ/kg][kJ/kmol]注意混合物比参数的计算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各组成气体混合气体焓混合物比参数的计算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定压比热容[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定容比热容混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]熵[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]ex混合物比参数的计算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]熵混合物容积的计算分容积定律总容积比容[m3/kg][m3/kmol]混合物容积的计算分容积定律总容积比容[m3/kg][m3/k§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增

典型的不可逆过程ABp

TxA

p

TxB

p

T1molA+B§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增典型§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增ABp

TxB

p

TxA

p

T1molA+B多组元§9-4同T同p下理想气体绝热混合熵增ABpTxBp同T同p下理想气体绝热混合熵增的说明1、混合熵增仅与xi有关，与气体种类无关0.2kmolO2与0.8kmolN2

，同T同p下混合成1kmol0.2kmolH2与0.8kmolO2

，同T同p下混合成1kmol混合熵增2、似乎同种气体同T同p下混合熵增也等于上式但根据熵的广延性，同种气体同T同p下混合熵增等于0吉布斯佯谬无分压力概念同T同p下理想气体绝热混合熵增的说明1、混合熵增仅与xi有关同T同p下理想气体绝热混合Ex损失ABp

TxA

p

TxB

p

T1molA+B混合前混合后混合前后Ex损失同T同p下理想气体绝热混合Ex损失ABpTxApT同T同p下理想气体绝热混合焓Ex损失同T同p下理想气体绝热混合焓