第八章 湿空气

第八章湿空气第一节湿空气的性质一、湿空气的成分及压力地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的其他气体所组成。水蒸气以外的所有组成气体称为干空气，看作是不变的整体。因此，大气是干空气与水蒸气组成的混合气体，称为湿空气。

干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化，不考虑微量的其它气体。

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。成分相对分子质量摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003干空气组成表湿空气的总压力对通风空调及干燥工程中，一般采用大气作为工质，这时上式可写成B=pa+pV二、饱和空气与未饱和空气湿空气中水蒸气的状态由其分压力pV和湿空气的温度t确定。从未饱和到饱和的途径Tspvps1、

T加水蒸气pvab3、

pv不变，Tabaddc2、

pv，Tac4、

vaee结露Td露点温度

Td=Ts(pv)结露与露点湿润的夏天水管上常出现水珠?

冷水管t=20oCTsdpv=0.04bar大气温度t=30oCtd=28.98oC干燥的冬天pv小，

td<0.0oC结霜

三、湿空气的分子量及气体常数湿空气的分子量M将随着水蒸气分压力pV的增大而减小，而且始终小于干空气的分子量。水蒸气的分压力越大，水蒸气的相对含量越多，湿空气的平均分子量就越小。湿空气的气体常数湿空气的气体常数将随水蒸气的分压力的升高而增大。四、绝对湿度与相对湿度每1m3湿空气中所含的水蒸气的质量1）绝对湿度2）相对湿度＝1

饱和湿空气

在相同的温度下：相对湿度＝0

干空气

0<φ<1

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

反映所含水蒸气的饱和程度

越干燥，吸水能力强

越湿润，吸水能力低

五、含湿量（比湿度）湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准

比湿度kg水蒸气/kg干空气六、饱和度饱和度是表示湿空气饱和程度的另一个参数。它是湿空气的含湿量d与同温下饱和空气的含湿量ds的比值，用D表示。七、湿空气的比体积湿空气的比体积是以1kg干空气为基准定义的，它表示在一定温度T和总压力p下，1kg干空气和0.001dkg水蒸气所占有的容积。也可看作是用总压力p和含湿量d计算所得的干空气的比容，即在一定的大气压力p下，湿空气的容积与温度和含湿量有关。湿空气的密度not以1kg干空气为基准，理想混合气体kJ/kg(a)工程上，取0oC时八、焓温度t下饱和水的焓hv=0ha=0干空气的焓干空气的焓水蒸气的焓九、绝热饱和与湿球温度tt*w水面t*wt*w称为绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。热力学湿球温度是湿空气的状态参数，它只取决于进口湿空气的状态。在工程应用中，要测量绝热饱和温度是不可能的，常用干、湿球温度计中湿球温度计的读数tw来代替t*w。干、湿球温度计如果湿纱布中的水分不蒸发，两支温度计的读数应该是相等的。湿球处于热湿平衡状态时，存在湿空气的焓及含湿量湿球纱布表面饱和空气层的焓、含湿量及湿球温度在一般通风空调工程中，可简化为：h1=h2【例8-1】【例8-2】第二节

湿空气的焓湿图描述湿空气的参数很多，要决定其状态，必须知道三个独立的状态参数，才能决定其它参数。在焓湿图(h-d)上不仅可以表示湿空气的状态，确定其状态参数，而且还可以方便地表示出湿空气的状态变化过程。焓湿图是以1kg干空气为基准，并在一定的大气压力B下,取焓h与含湿量d为坐标而绘制的。为使图面开阔清晰，h与d坐标轴之间成135º的夹角。焓湿图的结构d=0干空气dh2、h线1、d线

h与

t

很接近

人为将

h旋转成135度

h135度焓湿图的结构dh3、t线正斜率的直线

h等干球温度线t1.85t焓湿图的结构dh是一组向上凸的线

h等相对湿度线t4、

φ

线饱和线

上部未饱和线

下部无意义

干空气d=0

φ焓湿图的结构dhht4、

φ线ts=99.63oCdφ焓湿图的结构dhht5、

线d焓湿图的结构dhht6、露点tdpv下饱和湿空气td1焓湿图的结构dhht7、湿球温度tw绝热饱和温度tdtwt1焓湿图的结构dht湿球温度tw令d1=0h2h1t'wtw12在一般的空调工程中，由于湿球温度较低（≤30℃），d2的数值也较小，因此上式可简化为定焓过程处理。焓湿图的结构dhht8、热湿比h-d图上为直线ⅣⅠⅡⅢⅠ:Ⅱ:Ⅲ:Ⅳ:角系数：过程方向与特征焓湿图的结构dhht8、热湿比12已知初态1过程斜率已知可确定终态焓湿图的结构dhht不同的pb不同的h-d图【例8-3】第三节湿空气的基本热力过程

一、单纯加热或冷却过程d不变12qdh122'加热12放热12'hh二、冷却去湿（析湿冷却）过程qdh122'34d1h1d4h4d1-d4h水三、绝热加湿过程dh12d1h1d2h2d2-d1h水t1t2向空气中喷水，汽化潜热来自空气本身，t蒸发冷却过程dt四、定温加湿过程dh12d1h1d2h2d2-d1h水t1t2qh2h1设t不变12五、绝热混合过程空调工程常用方法d1d2ma2ma1ma3d3五、绝热混合过程dh12h3h23h1d1d2ma2ma1ma3d3ma1ma2六、湿空气的蒸发冷却过程当未饱和湿空气和水直接接触时，水会蒸发而从周围湿空气中吸收汽化潜热，使水和湿空气的温度降低，这一过程称为湿空气的直接蒸发冷却过程。若将直接蒸发冷却后的湿空气通过间壁式换热器去冷却室外空气作为空调送风，则称为湿空气的间接蒸发冷却。1243567Attwtd过程线水温特点tdhA-1ts<td减减减A-2ts=td减不变减A-3td<ts<tw减增减A-4ts=tw减增不变A-5tw<ts<t减增增A-6ts=t不变增增A-7ts>t增增增七、冷却塔中的热湿交换过程热水入口冷水出口空气出口空气入口3421能量平衡质量平衡【例8-4】【例8-5】【例8-6】例题dh12已知空气的t1=20oC，

p1=0.1MPa将其加热至t2=50oC，后送入干燥室，从干燥室排出时t3=30oC，求：1）2）从干燥室每吸收1kg水分所需空气量和加热量h2h13例题dh12h2h13根据t1=20oC，p1=0.1MPa，查图d1=8.9g水蒸气/kg干空气h1=42.8kJ/kg干空气根据d2=d1,t2=50oC查图h2=73.5kJ/kg干空气根据h3=h2,t3=30oC查图d3=17.0g水蒸气/kg干空气dh12h2h13含1kg干空气的湿空气所吸收水分每吸收1kg水分所需干空气每吸收1kg水分所需湿空气每吸收1kg水分所需加热量第八章小结基本