第二章湿空气性质

会计学1第二章湿空气性质1.2湿空气的物理性质和状态参数

湿空气的物理性质不仅取决于空气的组成成分，而且还与所处的状态有关，表示湿空气状态的参数称为状态参数，常用的状态参数有：大气压力、温度、水蒸气分压力Pq、密度、含湿量、相对湿度、露点温度、湿球温度、焓1.大气压力地球表面单位面积上的空气压力称为大气压力，用符号P表示，单位Pa或kPa。大气压力不是一个定值，它随着各个地区海拔高度的不同而存在着差异，同时还随着季节、天气的变化少有变化。

第1页/共30页上海市海拔高度为4．5m，夏季大气压力为1005．3mbar，冬季大气压力为1025．1mbar；西安市海拔高度为396．9m，夏季大气压力为959．2mbar，冬季大气压力为978．7mbar；西宁市海拔高度为2261．2m，夏季大气压力为773．5mbar，冬季大气压力775．1mbar。第2页/共30页压力相同，温度不同，空气的容重和密度也不同

温度℃容重N/m3密度kg／m30│12．70

1．293512．471．2701012．241．2481512．021．2262011．801.2052511．621．1853011．431．1653511．231.1464011．051．128第3页/共30页2.温度

温度是分子动能的宏观结果，分子动能越大，温度越高。目前通用的温标有两个：（1）开尔文温标。也称开氏温标，用符号表示，单位为K，它是以分子热运动平均动能趋于零的温度为起点，定为0K,以水的三项点温度为定点，定为273.15K。（2）摄氏温标。用符号表示，单位为℃，它是以水的冰点温度为起点，定为0℃，以水的沸点温度为定点，定为100℃。

第4页/共30页3.水蒸气分压力湿空气中，水蒸气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，称为水蒸气的分压力。

湿空气中的水蒸气含量愈多，其分压力就愈大，换言之，水蒸气分压力的大小直接反映了水蒸气含量的多少。第5页/共30页4.湿空气的密度

单位容积空气所具有的质量称为空气的密度，单位为㎏/m³。

（1）湿空气比干空气轻。（2）空气越潮湿，水蒸气含量越大，则空气密度越小，大气压力也越低。所以，阴雨天大气压力比晴天低。（3）温度越高，则空气密度越小，大气压力也越低，所以，同一个地区夏天比冬天气压低。第6页/共30页5.湿空气的含湿量

在湿空气中，每千克干空气所含有的水蒸气量称为含湿量。（1）当大气压力一定时，含湿量随着水蒸气分压力升高而增大，反之亦然。

（2）当含湿量一定时，水蒸气分压力随大气压力升高而上升，随大气压力降低而下降。第7页/共30页6.相对湿度

湿空气的干湿程度对于生产和人体生理的影响，并不单纯地取决于空气中含有水蒸气量的多少，而是取决于空气接近饱和的程度如何。

100%

相对湿度正是反映这种接近程度的一个状态参数，定义为空气中水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比。第8页/共30页φ愈小，则空气饱和程度愈小，空气愈干燥，吸水能力愈强；φ愈大，则空气饱和程度愈大，空气愈湿润，吸收水汽的能力愈弱。φ为100％的湿空气是饱和湿空气。第9页/共30页湿空气的含湿量和相对湿度同为湿空气的状态参数，但意义却不相同，相对湿度能够表示空气的饱和程度，但不能表示水蒸气的含量；相反，湿空气的含湿量它能表示水蒸气的含量，却不能够表示空气饱和程度。

结论：第10页/共30页7.湿空气的露点温度

饱和空气的水蒸气分压力决定于空气的温度。空气的温度愈高，相应的Pqb愈大。因此，当空气的温度改变时，随着Pqb值的变化，饱和空气和未饱和空气两种状态是可以相互转化的。在不改变空气压力和含湿量的前提下，若将水蒸气分压力为Pq的未饱和空气进行冷却，使其温度由原来的t降低到tl，若对应于tl的Pqb值恰与Pq值相等，则φ＝100％，该未饱和空气就变成了饱和空气。在含湿量不变的条件下，使未饱和空气达到饱和状态的温度为露点温度第11页/共30页如果空气的温度继续下降，则饱和空气中的水蒸气便有一部分凝结成水滴而被分离出来，这种现象称为结露

什么叫结露？第12页/共30页空气结露是常见的一种现象

例如秋季凌晨树干、叶、草皮上的露珠，冬季玻璃窗户上的露水等，都是由于空气接触到冷表面后，温度降到露点以下，以致达到饱和而析出凝结水的缘故。

当空气与低于其露点温度的表面接触时，将不仅使空气的温度降低，同时还有水分析出。在空调技术中，常应用这个原理来达到使空气冷却减湿的目的。

第13页/共30页8．空气的湿球温度ts

湿球温度ts，是用湿球温度计在空气中测量出来的温度值。若空气中水蒸气达到饱和状态，那么纱布上的水就不会汽化，则湿球温度计的读数就与干球温度计相同。若空气中的水蒸气未达到饱和，那么湿球纱布上的水就会不断汽化，汽化需要吸收汽化潜热，水温就因此而下降，所以湿球温度一般低于干球温度。空气中所含水蒸气越少，其湿球温度越低，干、湿球温差就越大；反之，干、湿球温差越小，表明空气越湿润。

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9.湿空气的焓湿空气的焓是指每1㎏干空气的焓和㎏水蒸气的焓hq两者的和，用符号h表示，单位为kJ/㎏干第15页/共30页2.2.1湿空气的焓湿图（h-d）

焓湿图（h-d）的组成：等温线t，等焓线h，等含湿量线d，等相对湿度线φ，水蒸气分压力线Pq，ε角系数线。

§2.2湿空气的焓湿图及其应用第16页/共30页24681012141618202224262830323436384042D(g/Kg)-25-15-55152535455565758595105115125135145%RHh(KJ/Kg)65605550454035302520151050-5-10-15-20-25T-30

102030405060

Pq(102×pa)50004000200010000第17页/共30页

2.2.2焓湿图的应用

1.由两个已知状态参数，确定其它状态参数。一般由t，ts（夏季）或t，φ（冬季）来确定其它状态参数。2.湿空气状态变化过程在h-d

图上的表示1）干加热过程：等d

过程；2）干冷却过程：等d

过程；3）喷水加湿过程：等h过程；4）吸附减湿过程：等h过程；5）喷蒸汽加湿过程：等t

过程；6）冷却干燥过程：降温减湿过程。第18页/共30页=-=+=?加热等温加湿绝热加湿绝热除湿降温除湿e=0e=0冷却第19页/共30页3.不同状态空气的混合过程在h-d图上的表示状态为A（hA，dA）的湿空气，质量流量为MA（kg/s）；状态为B（hB，dB）的湿空气，质量流量为MB（kg/s）；混合状态为C（hC，dC）混合后的空气质量流量为：MC=MA+MB根据热平衡关系式：MA

hA+MB

hB=（MA+MB）hC根据湿平衡关系式：MAdA+MBdB=（MA+MB）dC混合后空气焓值：hC=（MA

hA+MB

hB）/（MA+MB）混合后空气含湿量：dC=（MAdA+MBdB）/（MA+MB）第20页/共30页

Mixingof

airatdifferentstate第21页/共30页

结论：（1）两种不同状态的空气相混合，混合状态点必落在这两点的连线上；（2）混合状态点C将线段AB分为两段，这两段长度之比，等于参与混合的两种空气质量的反比，且混合点靠近质量大的空气一端：

MA/MB=（hC-

hB）/（hA-

hC）

=（dC-dB）/（dA-dC）

=CB/AC第22页/共30页

第二章复习思考题2.1湿空气是由哪些成分组成的？为什么要把含量很少的水蒸气当作一个重要成分来考虑？它对湿空气的性质产生什么影响？2.2天气从晴转阴，为什么大气压力要下降？为什么在同一地区冬季的大气压高于夏季的大气压？第23页/共30页2.3请解释下列物理现象：①在寒冷的冬季，人在室外说话时，为什么能看得见从嘴里冒出的“白气”？②为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？③试说明秋天早晨的雾是怎样形成的，为什么空气温度一提高雾就消失了？④冬天，有些汽车把热风吹到司机前面的挡风玻璃上就可以防止结霜，这是什么原因？⑤冬季室内供暖，为什么会导致空气干燥？应采取什么措施方可使空气湿润些？第24页/共30页2.4湿空气的水蒸气分压力和湿空气中水蒸气饱和分压力有什么区别？它们是否受大气压力的影响？2.5两种空气环境的相对湿度都一样，但一个温度高，一个温度低，试问从吸湿能力上看，能说它们是同样干燥吗？为什么？2.6在某一空气环境中，让1kg温度为t℃的水吸收空气的热全部蒸发，试问此时空气状态如何变化？在i-d图上又如何表示？2.7在大气压力变化时，湿空气的哪些状态参数也随之发生变化？怎样变化？2.8测得空调房间的干球温度、湿球温度和大气压力后，应怎样计算该房间空气的含湿量、相对湿度和焓?第25页/共30页第二章习题2.1试求t=26℃时干空气的密度。当地大气压力B=101325Pa。2.2已知空气温度t=-10℃，大气压力B=101325Pa，相对湿度φ=70%。试比较干空气和湿空气的密度。2.3已知房间内空气温度t=20℃，相对湿度φ=50%，所在地区大气压力B=101325Pa，试计算空气的含湿量。2.4某地大气压力B=101325Pa。测得当时空气温度t=30℃，相对湿度φ=80%。试计算该空气的含湿量。若空气达到饱和状态（φ=100%），试计算该空气的饱和含湿量、焓和密度。

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2.5已知房间内空气干球温度为20℃，相对湿度φ=55%，所在地区大气压力为101325Pa。如果穿过室内的冷水管道表面温度为8℃，那末管道表面会不会产生凝结水？为什么？如有，应采取什么措施？

2.6已知空气的温度t=22℃，含湿量d=8.22g/kg干，大气压力B=101325Pa。试计算该空气的相对湿度和焓值。

2.7已知某地的大气压力B=101325Pa，温度t=22℃，相对湿度φ=55%。试利用h-d图求空气的湿球温度ts和露点温度tl。

第27页/共30页2.8已知空气的大气压力为101325Pa，试利用h-d图确定下列各空气状态的其他参数。①t=22℃，φ=64%；②h=44kJ/kg,d=7g/kg干；③t=28℃（干球温度），tl=22℃（露点温度）；④db=14.7g/kg干(饱和含湿量)，φ=70%；⑤tl=15℃(露点温度)，d=11g/kg干。2.9对于初始状态为t=16℃，d=9g/kg干的空气，加入总热量Q=5.82KW,加入总湿量W=2.5kg/h(6.94×10-4kg/s)。试在h-d图上画出空气状态变化过程线。如果从空气中减去5.82KW的热量和2.5kg/h的湿量，此时变化过程线又如何表示?(B=